【摘要】：磁阻類電機(jī)具有定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、各相繞組之間相互獨(dú)立工作、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、啟動(dòng)電流小、工作適應(yīng)能力強(qiáng)、以及損耗小等優(yōu)點(diǎn),近些年來受到了廣泛關(guān)注。因此本文提出一種由傳統(tǒng)開關(guān)磁阻電機(jī)改進(jìn)而來的線圈輔助勵(lì)磁無刷直流電機(jī)(Coil-Assisted Excitation Brushless DC Motor,簡(jiǎn)稱CAE-BLDCM),但是由于CAE-BLDCM在運(yùn)行的過程中,磁路經(jīng)常是處于飽和狀態(tài),使得CAE-BLDCM系統(tǒng)具有強(qiáng)烈的非線性,且功率變換器的導(dǎo)通和關(guān)斷也會(huì)造成電機(jī)在兩相通電中間產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩較大的脈動(dòng),這使得CAE-BLDCM在運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)與振動(dòng)噪聲等缺點(diǎn)。這些缺點(diǎn)使得CAE-BLDCM不適合應(yīng)用在特定工況下的運(yùn)轉(zhuǎn),限制了該電機(jī)在工業(yè)中的應(yīng)用范圍。同時(shí)由于難以得到CAE-BLDCM的精確數(shù)學(xué)模型,分析電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)原因和設(shè)計(jì)減小轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)方法都很困難。為減小轉(zhuǎn)矩脈動(dòng),同時(shí)提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率,本文對(duì)CAE-BLDCM直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究,本文通過在對(duì)CAE-BLDCM控制過程中引入直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù),成功的實(shí)現(xiàn)了電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的抑制。首先對(duì)CAE-BLDCM的結(jié)構(gòu)及運(yùn)行原理進(jìn)行了分析,建立了該電機(jī)的數(shù)學(xué)模型,并對(duì)CAE-BLDCM的三種基本控制策略做出了介紹。在此基礎(chǔ)上,本文對(duì)CAE-BLDCM的直接轉(zhuǎn)矩控制方法進(jìn)行了研究,為提高系統(tǒng)效率,設(shè)計(jì)基于轉(zhuǎn)矩分配函數(shù)的DTC方法,改進(jìn)轉(zhuǎn)矩分配函數(shù),進(jìn)一步提高系統(tǒng)效率,并加入中央線圈對(duì)轉(zhuǎn)矩的影響,進(jìn)行了更為合理的設(shè)計(jì)。從而改善CAE-BLDCM的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。其次,采用實(shí)驗(yàn)測(cè)量法測(cè)量CAE-BLDCM電機(jī)的磁鏈特性,并推導(dǎo)出電機(jī)的數(shù)學(xué)模型,并在Matlab/Simulink中搭建了直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的仿真圖,對(duì)不同轉(zhuǎn)矩分配函數(shù)(直線TSF和余弦TSF、有中央線圈和無中央線圈)的直接轉(zhuǎn)矩控制方法進(jìn)行了對(duì)比分析。最后針對(duì)我們這臺(tái)三相9/6極CAE-BLDCM電機(jī),設(shè)計(jì)其直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)與軟件工作流程。其中,系統(tǒng)的硬件部分包括控制電路、驅(qū)動(dòng)電路、電流電壓檢測(cè)和位置檢測(cè)電路等。
【圖文】：

圖 2.1 三相 9/6 極 CAE-BLDCM 內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖Fig. 2.1 Internal structure of 3-phase CAE-BLDCM圖 2.2 三相 9/6 極 CAE-BLDCM 外部結(jié)構(gòu)示意圖Fig. 2.2 External structure of 3-phase CAE-BLDCM

7圖 2.2 三相 9/6 極 CAE-BLDCM 外部結(jié)構(gòu)示意圖Fig. 2.2 External structure of 3-phase CAE-BLDCM CAE-BLDCM 運(yùn)行原理般電機(jī)的定子上均繞有線圈，當(dāng)定子繞組被通電以后，磁場(chǎng)從定子極被子上沒有線圈，磁路流經(jīng)定轉(zhuǎn)子氣隙，由于“磁阻最小原理”，即磁通小路徑閉合，所以磁阻需要變小，磁路就要變短，這樣就會(huì)產(chǎn)生磁阻轉(zhuǎn)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。文提出的 CAE-BLDCM 電機(jī)采用雙組定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，每組 9/6 式結(jié)構(gòu)的定對(duì)齊，電機(jī)轉(zhuǎn)軸上嵌套了一層導(dǎo)磁材料，中央線圈固定在機(jī)殼中間環(huán)繞定子繞組產(chǎn)生的磁場(chǎng)始于定子齒，通過轉(zhuǎn)子齒再到轉(zhuǎn)軸，，傳導(dǎo)到另一邊相定子齒的反向繞組吸引再由機(jī)殼回到最初的定子齒。當(dāng)輔助線圈通電著定子繞組產(chǎn)生的磁場(chǎng)進(jìn)行輔助勵(lì)磁，本電機(jī)的磁路走向如圖 2.3 所示。
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM33

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