【摘要】：本文的研究內(nèi)容是山西省自然科學(xué)基金“開關(guān)磁阻電機(jī)互感特性及其對(duì)轉(zhuǎn)矩影響的研究”(項(xiàng)目編號(hào):110148032)的重要組成部分。開關(guān)磁阻電機(jī)(SRM)特有結(jié)構(gòu)使其具有調(diào)速范圍寬、運(yùn)行可靠、起動(dòng)性能優(yōu)異、工作效率高等優(yōu)點(diǎn),具有很好的應(yīng)用前景,得到了國內(nèi)外學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注和研究。但SRM的非線性、變參數(shù)特性為其控制帶來難題,在非線性控制策略方面,如何設(shè)計(jì)出兼顧實(shí)現(xiàn)成本與控制效果的控制器還需要進(jìn)一步研究;具有較高的運(yùn)行效率,但是效率的優(yōu)勢(shì)需要結(jié)合相應(yīng)控制策略才能發(fā)揮;SRM高速運(yùn)行時(shí)帶負(fù)載能力不足。因此,研究優(yōu)化SRM性能的控制方法對(duì)提升SRM的市場(chǎng)競爭力具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文在查閱資料,現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研的基礎(chǔ)上,針對(duì)SRM在非線性控制技術(shù)方面存在的問題,以一臺(tái)三相12/8極,功率為7.5kW的SRM為研究對(duì)象,致力于從控制角度提高SRM的性能,對(duì)SRM的控制方法進(jìn)行了全面而深入的研究,具體研究內(nèi)容如下:在原有SRM控制電路的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)并完善了以TMS320F28335為控制核心的新系統(tǒng)硬件電路,主要包括電流信號(hào)檢測(cè)與調(diào)理電路、轉(zhuǎn)子位置信號(hào)檢測(cè)與調(diào)理電路、串口通訊電路等。采用C語言編寫了新系統(tǒng)應(yīng)用程序,主要包括SRM平滑起動(dòng)子程序、換相子程序、轉(zhuǎn)速計(jì)算子程序、控制方式子程序、通訊程序、電機(jī)過流、過載保護(hù)等故障保護(hù)程序。SRM的非線性電感特性使控制器設(shè)計(jì)復(fù)雜,工程上難以實(shí)現(xiàn),盡管傳統(tǒng)PI控制器相對(duì)簡單,但不能滿足整個(gè)調(diào)速范圍內(nèi)的高性能控制要求。針對(duì)這一問題,本文建立了SRM在s域一階動(dòng)態(tài)模型,提出了變?cè)鲆嬲{(diào)節(jié)的自適應(yīng)控制方法,設(shè)計(jì)了工程上易于實(shí)現(xiàn)的變?cè)鲆鍼I轉(zhuǎn)速控制器。轉(zhuǎn)速控制器的輸出根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速的高低分別作為參考電流或占空比,給出了PI參數(shù)隨系統(tǒng)控制電壓和轉(zhuǎn)速變化的表達(dá)式,實(shí)現(xiàn)了PI參數(shù)的自適應(yīng)調(diào)節(jié)。通過實(shí)驗(yàn)對(duì)比了傳統(tǒng)PI控制器和變?cè)鲆鍼I控制器的控制效果,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明采用變?cè)鲆鍼I控制器時(shí),系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)快,超調(diào)小,穩(wěn)態(tài)精度高,有較強(qiáng)的抗擾動(dòng)能力。SRM的非線性、多變量和強(qiáng)耦合等特點(diǎn)使得傳統(tǒng)開關(guān)角優(yōu)化解析方法在SRM中很難取得理想的控制效果。根據(jù)SRM電感非線性特點(diǎn),提出了一種簡單、易于實(shí)現(xiàn)的SRM小電感區(qū)非線性建模方法。采用有限元仿真計(jì)算SRM的電感參數(shù),建立了小電感區(qū)非線性電感模型�；谛‰姼心Ｐ鸵约半姍C(jī)運(yùn)行時(shí)的反電動(dòng)勢(shì),導(dǎo)出了最優(yōu)開通角計(jì)算模型;基于SRM運(yùn)行時(shí)的磁鏈變化規(guī)律以及得出的最優(yōu)開通角,推導(dǎo)了最優(yōu)關(guān)斷角計(jì)算模型,實(shí)現(xiàn)了開通角與關(guān)斷角根據(jù)電機(jī)運(yùn)行工況自適應(yīng)調(diào)節(jié)的功能。針對(duì)已有單雙相勵(lì)磁方法只能適用低轉(zhuǎn)速范圍的不足,在已有控制方法的基礎(chǔ)上提出一種簡單實(shí)用的,尤其適用于SRM高速運(yùn)行的改進(jìn)型單雙相勵(lì)磁控制方法�；赟RM矩角特性對(duì)改進(jìn)單雙相勵(lì)磁方法進(jìn)行了理論分析,并通過軟件編程實(shí)現(xiàn)。通過實(shí)驗(yàn)對(duì)比了單相勵(lì)磁方法和改進(jìn)單雙相勵(lì)磁方法的控制效果,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明改進(jìn)單雙相勵(lì)磁方法提高了SRM在高速運(yùn)行時(shí)帶載能力。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TM352

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2372267