本文關(guān)鍵詞：開關(guān)磁阻電動機的直接瞬時轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)研究

  更多相關(guān)文章： 開關(guān)磁阻電動機 建模與仿真 直接瞬時轉(zhuǎn)矩控制 轉(zhuǎn)矩脈動抑制

【摘要】：隨著電力電子、計算機控制和微電子等技術(shù)的發(fā)展,基于開關(guān)磁阻電動機的電力驅(qū)動系統(tǒng)逐漸引起了國內(nèi)外專家學者的廣泛關(guān)注。開關(guān)磁阻電動機不僅具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、控制靈活和調(diào)速范圍寬等優(yōu)點,而且能夠在很小的電流下實現(xiàn)快速啟動和頻繁的正反轉(zhuǎn),達到高精度、高輸出的性能指標。然而,由于開關(guān)磁阻電動機具有特殊的雙凸極結(jié)構(gòu),并且采用開關(guān)式的供電方式,使得轉(zhuǎn)矩脈動過大成為其固有缺陷。轉(zhuǎn)矩脈動會引起噪聲,同時較大的轉(zhuǎn)矩脈動還會引起較大的轉(zhuǎn)速波動。盡管傳統(tǒng)的開關(guān)磁阻電動機控制方法能夠?qū)崿F(xiàn)比較好的轉(zhuǎn)速控制,但是仍然存在較大的轉(zhuǎn)矩脈動。針對這一問題,本文引入了直接瞬時轉(zhuǎn)矩控制方法。本文首先介紹了開關(guān)磁阻電動機的基本結(jié)構(gòu)和運行原理,給出了開關(guān)磁阻電動機的數(shù)學模型,并在此基礎(chǔ)上對電流斬波控制、電壓斬波控制和角度位置控制三種傳統(tǒng)的控制方法進行了分析。深入闡述了開關(guān)磁阻電動機轉(zhuǎn)矩脈動產(chǎn)生的原因,概述了常用的轉(zhuǎn)矩脈動抑制方法,同時引出了本文所采用的直接瞬時轉(zhuǎn)矩控制方法。深入分析了直接瞬時轉(zhuǎn)矩控制策略的工作原理,并分別介紹了轉(zhuǎn)矩內(nèi)外雙滯環(huán)、轉(zhuǎn)矩差值和改進型轉(zhuǎn)矩差值三種轉(zhuǎn)矩控制器。在轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制上采用PI速度控制器,并增加了去飽和項的限幅環(huán)節(jié),以防止電動機在起動和突然加載時產(chǎn)生超調(diào)震蕩。建立轉(zhuǎn)矩、電流和轉(zhuǎn)子位置角三者之間的關(guān)系表,采用雙線性內(nèi)插值法,通過電流和轉(zhuǎn)子位置角估算出反饋轉(zhuǎn)矩。針對四相8/6極開關(guān)磁阻電動機,應(yīng)用MATLAB/Simulink軟件搭建了直接瞬時轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的仿真模型,詳細分析了模型的各個組成模塊,并進行了仿真實驗。對采用了三種轉(zhuǎn)矩控制器的直接瞬時轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)分別進行了多組仿真實驗,仿真結(jié)果證明了該方法能夠?qū)崿F(xiàn)對轉(zhuǎn)矩脈動的有效抑制。在理論分析的基礎(chǔ)上,并結(jié)合仿真模型及實驗結(jié)果,本文以一臺370W的四相8/6極開關(guān)磁阻電動機作為研究對象,采用數(shù)字信號處理器TMS320F2812PGFA為主控芯片開發(fā)了一套實驗系統(tǒng),并分別對系統(tǒng)中硬件電路的工作原理和控制程序的流程功能進行了全面深入的分析和說明。其中,硬件電路主要包括整流電路、功率變換電路、光電耦合與觸發(fā)電路和電流采樣電路;軟件程序包括DSP控制程序和LabVIEW操作界面�；谠搶嶒炏到y(tǒng)進行了測試與實驗,實驗結(jié)果驗證了直接瞬時轉(zhuǎn)矩控制方法對開關(guān)磁阻電動機的轉(zhuǎn)矩脈動具有良好的抑制作用。
【關(guān)鍵詞】：開關(guān)磁阻電動機 建模與仿真 直接瞬時轉(zhuǎn)矩控制 轉(zhuǎn)矩脈動抑制
【學位授予單位】：杭州電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM352;TP273
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 選題的目的和意義10-11
• 1.2 開關(guān)磁阻電動機調(diào)速系統(tǒng)概述11-14
• 1.2.1 開關(guān)磁阻電動機調(diào)速系統(tǒng)的組成11
• 1.2.2 開關(guān)磁阻電動機調(diào)速系統(tǒng)的性能特點11-12
• 1.2.3 開關(guān)磁阻電動機調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀12-13
• 1.2.4 開關(guān)磁阻電動機調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展方向13-14
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容14-16
• 第二章 開關(guān)磁阻電動機的基本理論與數(shù)學模型16-25
• 2.1 引言16
• 2.2 開關(guān)磁阻電動機的結(jié)構(gòu)及運行原理16-18
• 2.2.1 開關(guān)磁阻電動機的基本結(jié)構(gòu)16-17
• 2.2.2 開關(guān)磁阻電動機的運行原理17-18
• 2.2.3 開關(guān)磁阻電動機的調(diào)速特性18
• 2.3 開關(guān)磁阻電動機的數(shù)學模型18-22
• 2.3.1 開關(guān)磁阻電動機的基本公式18-20
• 2.3.2 開關(guān)磁阻電動機的線性模型20-21
• 2.3.3 開關(guān)磁阻電動機的準線性模型21-22
• 2.3.4 開關(guān)磁阻電動機的非線性模型22
• 2.4 開關(guān)磁阻電動機的傳統(tǒng)控制方法22-24
• 2.4.1 電流斬波控制22-23
• 2.4.2 電壓斬波控制23-24
• 2.4.3 角度位置控制24
• 2.5 本章小結(jié)24-25
• 第三章 開關(guān)磁阻電動機的直接瞬時轉(zhuǎn)矩控制25-49
• 3.1 引言25
• 3.2 開關(guān)磁阻電動機的轉(zhuǎn)矩脈動分析25-27
• 3.2.1 開關(guān)磁阻電動機轉(zhuǎn)矩脈動的產(chǎn)生原因25-26
• 3.2.2 降低轉(zhuǎn)矩脈動的方法26-27
• 3.3 直接瞬時轉(zhuǎn)矩控制方法27-39
• 3.3.1 采用轉(zhuǎn)矩滯環(huán)的直接瞬時轉(zhuǎn)矩控制方法28-35
• 3.3.2 采用轉(zhuǎn)矩差值控制的直接瞬時轉(zhuǎn)矩控制方法35-38
• 3.3.3 采用改進型轉(zhuǎn)矩差值控制的直接瞬時轉(zhuǎn)矩控制方法38-39
• 3.4 直接瞬時轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)建模39-43
• 3.4.1 采用轉(zhuǎn)矩雙滯環(huán)的直接瞬時轉(zhuǎn)矩控制方法39-43
• 3.4.2 采用轉(zhuǎn)矩差值控制的直接瞬時轉(zhuǎn)矩控制方法43
• 3.5 仿真結(jié)果與分析43-48
• 3.6 本章小結(jié)48-49
• 第四章 實驗平臺的硬軟件設(shè)計49-67
• 4.1 引言49
• 4.2 實驗平臺硬件設(shè)計49-59
• 4.2.1 控制電路50-52
• 4.2.2 整流電路52-53
• 4.2.3 功率變換電路53-54
• 4.2.4 光耦隔離與觸發(fā)電路54-56
• 4.2.5 電流采樣電路56-57
• 4.2.6 光電編碼器57-58
• 4.2.7 供電電源58-59
• 4.3 實驗平臺軟件設(shè)計59-66
• 4.3.1 下位機控制程序59-65
• 4.3.2 上位機控制程序65-66
• 4.4 本章小結(jié)66-67
• 第五章 實驗結(jié)果與分析67-72
• 5.1 引言67
• 5.2 開關(guān)磁阻電動機啟動實驗67-68
• 5.3 開關(guān)磁阻電動機的直接瞬時轉(zhuǎn)矩控制實驗68-71
• 5.4 本章小結(jié)71-72
• 第六章 總結(jié)與展望72-74
• 6.1 本文的主要工作72
• 6.2 進一步研究展望72-74
• 致謝74-75
• 參考文獻75-80
• 附錄A80-81
• 附錄B81-82

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 向楠;黃道業(yè);;基于MSP430F5438A單片機的交流變頻器的設(shè)計[J];西安文理學院學報(自然科學版);2015年02期

2 陳鵬;張侃健;;開關(guān)磁阻電機直接轉(zhuǎn)矩控制的仿真研究[J];工業(yè)控制計算機;2014年05期

3 王勉華;薛會強;;基于模糊PI控制器SRM的DITC系統(tǒng)研究[J];微特電機;2013年09期

4 黃娟;李文臻;;基于VISA及IVI技術(shù)的儀器儀表自動測試系統(tǒng)軟件設(shè)計[J];電子質(zhì)量;2012年05期

5 程勇;林輝;;直接瞬時轉(zhuǎn)矩控制策略在開關(guān)磁阻電機上的應(yīng)用[J];航空制造技術(shù);2012年10期

6 韓兵奇;李連峰;高棟梁;王發(fā)元;;DQ70型頂驅(qū)鉆井裝置動力驅(qū)動系統(tǒng)研究[J];石油礦場機械;2011年09期

7 韓波;譚繼文;戰(zhàn)衛(wèi)俠;柳思光;;基于加窗FFT的鋼絲繩張力檢測股波信號處理[J];機床與液壓;2011年09期

8 張建輝;許瑩瑩;;開關(guān)磁阻電機MATLAB仿真模型研究[J];江漢大學學報(自然科學版);2009年03期

9 遲巖;謝瑜;王志鵬;;基于線性模型的開關(guān)磁阻電動機仿真研究[J];集美大學學報(自然科學版);2007年01期

10 鄭洪濤,陳新,蔣靜坪;基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)開關(guān)磁阻電動機高性能轉(zhuǎn)矩控制[J];控制理論與應(yīng)用;2003年04期

，

本文編號：1035521