本文關鍵詞：非對稱轉子結構開關磁阻電機及其轉矩脈動抑制的研究

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【摘要】：兩相開關磁阻電機是具有較少相數(shù)的一類電機,正是電機相數(shù)的減少使其結構更加簡單、成本更加低廉,極其適合應用于高速或家用電器領域。兩相開關磁阻電機雖具有諸多優(yōu)點,但同時也存在特殊位置不能自啟動、轉矩脈動大和振動噪聲嚴重的問題。本文提出一種新型非對稱轉子結構的兩相開關磁阻電機,該電機不僅能解決自啟動問題,同時能有效抑制電機轉矩脈動和降低系統(tǒng)噪聲。論文針對該種電機工作機理、結構參數(shù)優(yōu)化及其轉矩脈動抑制技術展開研究,主要研究工作如下:首先,通過對非對稱轉子結構開關磁阻電機基本結構及工作機理的分析,探討采用非對稱轉子實現(xiàn)電機自啟動的機理及對電機磁路、磁鏈和電感的影響。改進基于特殊位置磁鏈曲線的非線性模型,建立適合于非對稱轉子結構開關磁阻電機的簡化磁鏈模型,為提高簡化磁鏈模型的建模精度,研究改進基于四條磁化曲線擬合的磁鏈解析模型,并通過仿真驗證該磁鏈解析模型的建模精度。其次,分析非對稱轉子結構開關磁阻電機工作時磁通自由切換的機理及定轉子齒部的磁飽和情況,確定電機定轉子軛高的最優(yōu)選取原則,利用有限元仿真驗證選取原則的合理性。探討影響電機磁通自由切換時轉矩脈動的結構參數(shù),通過有限元仿真優(yōu)化分析上述結構參數(shù),尋求磁通自由切換最平穩(wěn)時電機最優(yōu)的結構參數(shù)�？偨Y不同結構參數(shù)對電機磁鏈、電感和轉矩輸出特性的影響規(guī)律,歸納出該種電機的設計和參數(shù)優(yōu)化方法。其三,針對不對稱半橋變換器驅(qū)動非對稱轉子結構開關磁阻電機換向時轉矩脈動大的問題,提出無源升壓功率變換電路驅(qū)動的方案。研究該功率變換電路通過繞組升壓降低換相時勵磁、退磁時間進而抑制轉矩波動的機理,并利用非線性仿真模型進行仿真,驗證無源升壓功率變換電路抑制電機轉矩脈動的可行性。其四,分析非對稱轉子結構開關磁阻電機換向時電流和轉矩特性,提出具有負轉矩補償?shù)母倪M型轉矩分配函數(shù),以抑制電機換向時產(chǎn)生的負轉矩,為進一步提高改進型轉矩分配函數(shù)抑制轉矩脈動的能力,將角度位置控制引入至改進型轉矩分配函數(shù),并通過系統(tǒng)仿真驗證改進型轉矩分配函數(shù)對抑制轉矩脈動有效性。最后,研制一臺非對稱轉子結構開關磁阻電機,完成電機的靜態(tài)特性測試,并與仿真數(shù)據(jù)對比得出樣機實測值和理論值的誤差,分析誤差產(chǎn)生的原因。
【關鍵詞】：非對稱轉子 開關磁阻電機 功率變換電路 轉矩脈動抑制
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM352
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義10
• 1.2 開關磁阻電機的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-19
• 1.2.1 開關磁阻電機的本體結構11-15
• 1.2.2 開關磁阻電機的功率變換電路15-17
• 1.2.3 開關磁阻電機的控制策略17-19
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容19-20
• 第2章 非對稱轉子結構開關磁阻電機的電磁特性20-28
• 2.1 引言20
• 2.2 非對稱轉子結構開關磁阻電機的特性分析20-22
• 2.2.1 基本結構分析20-21
• 2.2.2 工作機理分析21-22
• 2.3 非對稱轉子結構開關磁阻電機的基本方程22-23
• 2.3.1 電路方程22-23
• 2.3.2 機械方程23
• 2.3.3 機電聯(lián)系方程23
• 2.4 非對稱轉子結構開關磁阻電機的非線性解析模型23-27
• 2.4.1 解析函數(shù)建模方法24
• 2.4.2 非線性磁鏈解析模型24-27
• 2.5 本章小結27-28
• 第3章 非對稱轉子結構開關磁阻電機的結構參數(shù)優(yōu)化28-40
• 3.1 引言28
• 3.2 定、轉子軛高的優(yōu)化28-31
• 3.2.1 定、轉子軛高的分析28-29
• 3.2.2 定、轉子軛高的仿真分析29-31
• 3.3 轉子寬極底部收縮系數(shù)的優(yōu)化31-32
• 3.4 定、轉子極弧的優(yōu)化32-38
• 3.4.1 定、轉子極弧的初次優(yōu)化33-34
• 3.4.2 轉子極弧的優(yōu)化34-37
• 3.4.3 定子極弧的優(yōu)化37-38
• 3.5 電機優(yōu)化前后轉矩對比分析38-39
• 3.6 本章小結39-40
• 第4章 無源升壓功率變換電路的研究40-47
• 4.1 引言40
• 4.2 無源升壓功率變換電路的理論研究40-42
• 4.2.1 無源升壓功率變換電路的結構分析40-41
• 4.2.2 無源升壓功率變換電路的工作機理41-42
• 4.3 無源升壓功率變換電路的仿真分析42-45
• 4.3.1 基于Matlab的開關磁阻電機仿真模型42-43
• 4.3.2 無源升壓功率變換電路的仿真分析43-45
• 4.4 本章小結45-47
• 第5章 基于TSF控制策略轉矩脈動抑制的研究47-64
• 5.1 引言47
• 5.2 TSF控制策略原理47-49
• 5.2.1 基于TSF控制策略的調(diào)速系統(tǒng)組成47-48
• 5.2.2 TSF控制策略中轉矩分配函數(shù)的設計48-49
• 5.3 基于余弦型TSF控制策略的調(diào)速系統(tǒng)仿真分析49-51
• 5.3.1 基于TSF控制策略的仿真模型49
• 5.3.2 基于CCC和TSF控制策略的仿真分析49-51
• 5.4 改進型TSF控制策略的研究51-56
• 5.4.1 改進型TSF控制策略的機理51-52
• 5.4.2 基于改進型TSF控制策略的仿真52-56
• 5.5 新型控制策略的研究56-63
• 5.5.1 新型控制策略的原理56-58
• 5.5.2 基于新型控制策略的仿真58-62
• 5.5.3 轉矩脈動系數(shù)62-63
• 5.6 本章小結63-64
• 第6章 非對稱轉子結構開關磁阻電機的靜態(tài)測試64-70
• 6.1 引言64
• 6.2 非對稱轉子結構開關磁阻電機的有限元分析64-66
• 6.2.1 磁鏈分析64-65
• 6.2.2 電感分析65
• 6.2.3 矩角特性分析65-66
• 6.3 非對稱轉子結構開關磁阻電機的靜態(tài)測試66-69
• 6.3.1 樣機電阻測試66-67
• 6.3.2 樣機電感測試67
• 6.3.3 樣機靜態(tài)轉矩測試67-69
• 6.4 本章小結69-70
• 結論70-71
• 參考文獻71-75
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果75-77
• 致謝77

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 俞梟辰;王家軍;;開關磁阻電機線性模型的建模與仿真研究[J];杭州電子科技大學學報;2012年06期

2 鄧君;詹瓊華;孫劍波;;開關磁阻電機滑模變結構速度控制[J];微電機(伺服技術);2006年07期

3 曹家勇,周祖德,陳幼平,詹瓊華,朱煜;一種開關磁阻電動機轉矩控制的新方法[J];中國電機工程學報;2005年06期

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本文編號：1020928