本文關(guān)鍵詞：開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動抑制的研究

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【摘要】：近年來隨著電力電子和微處理器等技術(shù)的發(fā)展,基于開關(guān)磁阻電機(jī)的電力拖動系統(tǒng)受到了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。它具有維護(hù)簡單、可靠性強(qiáng)、成本低和調(diào)速范圍廣等優(yōu)點(diǎn),在航空、汽車等苛刻應(yīng)用場合得到了大量應(yīng)用。但開關(guān)磁阻電機(jī)也有很多問題影響其更進(jìn)一步的應(yīng)用,如運(yùn)行中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩脈動現(xiàn)象。傳統(tǒng)的開關(guān)磁阻電機(jī)控制方法雖然能夠?qū)崿F(xiàn)較好的調(diào)速和轉(zhuǎn)矩控制,但仍存在著較大的轉(zhuǎn)矩脈動。 針對這一問題,本文首先對開關(guān)磁阻電機(jī)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模,但由于電機(jī)本身帶有很強(qiáng)的非線性和強(qiáng)耦合,無法用線性方程或者坐標(biāo)變換的方法精確描述出電機(jī)的電磁特性,因此本文選擇了一種快速建模的方法,通過實(shí)測的數(shù)據(jù)運(yùn)用擬合近似的方法得到了電機(jī)的電磁特性。針對轉(zhuǎn)矩脈動,首先借鑒了交流調(diào)速中廣泛應(yīng)用的直接轉(zhuǎn)矩控制(Direct Torque Control)思想,結(jié)合開關(guān)磁阻電機(jī)控制器的開關(guān)狀態(tài),選擇適宜的電壓矢量,對轉(zhuǎn)矩進(jìn)行直接控制,采用Matlab/simulink組件進(jìn)行了對比仿真,可以發(fā)現(xiàn)DTC能有效地減小轉(zhuǎn)矩脈動,但其運(yùn)行中會產(chǎn)生較大的負(fù)轉(zhuǎn)矩,制約了其適用范圍。 在DTC的基礎(chǔ)上,考慮對角度進(jìn)行控制,從而減小負(fù)轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生,得到了瞬時直接轉(zhuǎn)矩控制(Direct Instantaneous Torque Control)。該方法對轉(zhuǎn)矩直接進(jìn)行控制,并根據(jù)轉(zhuǎn)子所處的位置對轉(zhuǎn)矩采用不同的滯環(huán)控制,可以實(shí)現(xiàn)很好的轉(zhuǎn)矩控制效果。加入轉(zhuǎn)矩分配(Torque Sharing Function)對轉(zhuǎn)矩給定進(jìn)行優(yōu)化,仿真驗(yàn)證了DITC控制的性能。討論了關(guān)斷角度對效率的影響,存在最優(yōu)的關(guān)斷角度實(shí)現(xiàn)效率最大,但由于非線性無法得到準(zhǔn)確的關(guān)系式,只能通過實(shí)驗(yàn)的方法得到后以供后續(xù)運(yùn)行查表使用。 最后搭建了實(shí)驗(yàn)測試平臺,拖動單元使用7.5kW的三相12/8開關(guān)磁阻電機(jī),負(fù)載使用渦流測功機(jī)。功率變換器采用不對稱半橋結(jié)構(gòu),核心控制芯片采用帶有浮點(diǎn)運(yùn)算單元的TMS320F28335.最后通過實(shí)驗(yàn)得到了電機(jī)各項(xiàng)性能,并對比DITC與VC的動靜態(tài)性能。
【關(guān)鍵詞】：開關(guān)磁阻電機(jī) 數(shù)學(xué)模型 直接轉(zhuǎn)矩控制 改進(jìn)直接瞬時轉(zhuǎn)矩控制
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TM352
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第一章 緒論12-22
• 1.1 引言12-13
• 1.2 SRM的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢13-17
• 1.2.1 SRM發(fā)展概況13
• 1.2.2 SRM特點(diǎn)和研究方向13-17
• 1.3 選題背景及意義17
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容17-18
• 參考文獻(xiàn)18-22
• 第二章 SRM系統(tǒng)的構(gòu)成及基本控制策略22-36
• 2.1 SRM系統(tǒng)的基本構(gòu)成和運(yùn)行原理22-24
• 2.1.1 SRM系統(tǒng)的構(gòu)成22
• 2.1.2 SRM的運(yùn)行原理22-23
• 2.1.3 功率電路的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)23-24
• 2.2 SRM的數(shù)學(xué)建模24-28
• 2.3 SRM的傳統(tǒng)控制方法28-32
• 2.4 SRM的模糊自適應(yīng)簡化控制32-34
• 2.5 本章小結(jié)34
• 參考文獻(xiàn)34-36
• 第三章 SRM的直接轉(zhuǎn)矩控制36-52
• 3.1 DTC的基本數(shù)學(xué)模型36-37
• 3.2 電壓矢量的選擇37-42
• 3.2.1 開關(guān)狀態(tài)定義37-39
• 3.2.2 磁鏈調(diào)節(jié)39-40
• 3.2.3 轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)40-41
• 3.2.4 開關(guān)表41-42
• 3.3 仿真驗(yàn)證42-50
• 3.3.1 仿真模型的建立42-45
• 3.3.2 DTC仿真驗(yàn)證45-50
• 3.4 本章小結(jié)50-51
• 參考文獻(xiàn)51-52
• 第四章 SRM的直接瞬時轉(zhuǎn)矩控制52-70
• 4.1 開關(guān)磁阻電機(jī)的DITC控制52-62
• 4.1.1 DITC基本控制原理52-55
• 4.1.2 仿真驗(yàn)證55-62
• 4.2 基于轉(zhuǎn)矩分配的DITC控制62-65
• 4.2.1 基于轉(zhuǎn)矩分配的DITC原理62-64
• 4.2.2 仿真驗(yàn)證64-65
• 4.3 系統(tǒng)關(guān)斷角度的選擇65-68
• 4.4 本章小結(jié)68
• 參考文獻(xiàn)68-70
• 第五章 實(shí)驗(yàn)平臺軟硬件設(shè)計(jì)70-90
• 5.1 實(shí)驗(yàn)平臺系統(tǒng)70-76
• 5.1.1 負(fù)載測試模塊70-71
• 5.1.2 控制模塊71-76
• 5.2 軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)76-80
• 5.3 電機(jī)性能測試80-83
• 5.3.1 電機(jī)參數(shù)測量80-81
• 5.3.2 電機(jī)靜態(tài)特性測量81-83
• 5.4 DITC實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證83-88
• 5.4.1 DITC性能驗(yàn)證83-87
• 5.4.2 DITC與基于TSF的DITC性能對比87-88
• 5.5 本章小結(jié)88-89
• 參考文獻(xiàn)89-90
• 第六章 總結(jié)與展望90-92
• 本文的主要結(jié)論與創(chuàng)新點(diǎn)90-91
• 后續(xù)工作91-92
• 攻讀碩士學(xué)位期間科研成果92

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：689894