線圈輔助磁阻型無(wú)刷直流電機(jī)（Coil-assisted reluctance brushless DC motor,CAR-BLDCM）是開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的一種,其定轉(zhuǎn)子凸極和中央線圈結(jié)構(gòu)增加了磁路的復(fù)雜程度,導(dǎo)致電機(jī)的數(shù)學(xué)模型難以建立,大大影響了電機(jī)性能的提升。因此,本文提出一種不需要建立精確的數(shù)學(xué)模型且電機(jī)擁有良好起動(dòng)性能情況下,通過(guò)改變電機(jī)的開(kāi)通角、關(guān)斷角來(lái)實(shí)現(xiàn)CAR-BLDCM性能優(yōu)化的控制方式。本文從基本原理、仿真分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證三個(gè)方面分別分析中央線圈勵(lì)磁控制,基于在線尋優(yōu)和模糊控制的電機(jī)角度控制方法。通過(guò)Matlab、Simplorer和Ansoft三個(gè)軟件針對(duì)CAR-BLDCM進(jìn)行聯(lián)合仿真,結(jié)合仿真結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果與傳統(tǒng)控制方法比較優(yōu)缺點(diǎn)。在中央線圈勵(lì)磁控制使電機(jī)擁有良好起動(dòng)性能的基礎(chǔ)上,以轉(zhuǎn)矩電流比最大化作為優(yōu)化指標(biāo),通過(guò)對(duì)開(kāi)通、關(guān)斷角度進(jìn)行控制,使電機(jī)獲得最大的轉(zhuǎn)矩電流比。論文設(shè)計(jì)了基于DSP TMS320F28335 CAR-BLDCM角度控制系統(tǒng)的硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。在DSP TMS320F28335開(kāi)發(fā)板上進(jìn)行角度控制系統(tǒng)軟件部分的設(shè)計(jì),對(duì)于程序中主要模塊進(jìn)行詳細(xì)分析,并在... 

【文章來(lái)源】：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)遼寧省

【文章頁(yè)數(shù)】：59 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

電機(jī)的3D結(jié)構(gòu)圖

7第2章CAR-BLDCM的基本原理2.1CAR-BLDCM的結(jié)構(gòu)拓?fù)潆姍C(jī)的3D結(jié)構(gòu)圖如圖2.1所示，CAR-BLDCM主要分為定子、轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)軸、機(jī)殼和繞組。其中，定子固定在機(jī)殼上，轉(zhuǎn)子固定在轉(zhuǎn)軸上，繞組又分為固定在定子上的電樞繞組和固定在轉(zhuǎn)軸中央的中央線圈繞組。圖2.1電機(jī)的3D結(jié)構(gòu)圖Fig.2.13-DviewofmotorCAR-BLDCM是以無(wú)刷直流電機(jī)為基礎(chǔ)，結(jié)合傳統(tǒng)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理。它采用中央線圈代替永磁體進(jìn)行勵(lì)磁，避免在特殊環(huán)境下永磁體退磁的風(fēng)險(xiǎn)，并且中央線圈產(chǎn)生的輔助勵(lì)磁磁場(chǎng)可以對(duì)由兩套定轉(zhuǎn)子繞組、機(jī)殼以及電機(jī)轉(zhuǎn)軸組成的軸向磁路走向進(jìn)行增磁或弱磁。通過(guò)對(duì)中央線圈通入的電流進(jìn)行控制，提高電機(jī)的啟動(dòng)性能并且減小轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，同時(shí)增加了電機(jī)控制的靈活性以及電機(jī)的調(diào)速范圍。圖2.2電機(jī)的磁路走向圖Fig.2.2MagneticcircuitdiagramofmotorCAR-BLDCM采用的是兩組定轉(zhuǎn)子的雙凸極結(jié)構(gòu)，左右兩側(cè)的轉(zhuǎn)子通過(guò)轉(zhuǎn)軸上的導(dǎo)磁材料連接在一起，定子極弧為24°，轉(zhuǎn)子極弧為20°。電機(jī)定轉(zhuǎn)子的極對(duì)數(shù)配合采用的是9/6，因此定子共有18個(gè)凸極，轉(zhuǎn)子有12個(gè)凸極，其中定子外徑260mm，轉(zhuǎn)子外徑沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文

終確定為24°和20°，這既保證了電機(jī)正常的啟動(dòng)也增加了定轉(zhuǎn)子極弧的重疊面積，從而增加了電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。2.2CAR-BLDCM的工作原理CAR-BLDCM運(yùn)行原理與SRM運(yùn)行原理相同，遵循“磁阻最小原理”，即電機(jī)的磁通沿著磁阻最小的路徑閉合，當(dāng)電機(jī)內(nèi)部磁場(chǎng)發(fā)生變化時(shí)，便會(huì)有磁拉力作用在電機(jī)轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩使其向磁阻最小的位置運(yùn)動(dòng)。當(dāng)電機(jī)定子電樞繞組通電時(shí)，定子凸極正對(duì)轉(zhuǎn)子槽中間，由通電相定子凸極和與其構(gòu)成磁阻最小路徑的轉(zhuǎn)子凸極產(chǎn)生相互之間的磁拉力。磁拉力牽引轉(zhuǎn)子凸極轉(zhuǎn)到與定子凸極相對(duì)的位置，即磁阻最小位置。如圖2.3（a）所示，是電機(jī)磁阻最大位置處。如圖2.3（b）所示，是電機(jī)磁阻最小位置處。a最大磁阻位置b最小磁阻位置圖2.3電機(jī)定轉(zhuǎn)子凸極相對(duì)位置Fig.2.3Relativepositionofstator/rotorsalientpoleofmotor由電機(jī)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可知，電機(jī)每一側(cè)的電樞繞組均勻地分為A、B、C三相，每相均勻分布三為個(gè)凸極，一側(cè)定子上的電樞繞組與另一側(cè)對(duì)應(yīng)的電樞繞組串聯(lián)在一起構(gòu)成一相，但纏繞方式相反，產(chǎn)生相反的磁路，以便構(gòu)成閉合的磁路。如圖2.4所示，當(dāng)A相

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