基于離線TSF的開關(guān)磁阻電機轉(zhuǎn)矩脈動抑制技術(shù)研究
發(fā)布時間:2021-05-31 22:00
開關(guān)磁阻電機(Switched Reluctance Motor,SRM)結(jié)構(gòu)簡單、啟動轉(zhuǎn)矩大、容錯性強,隨著驅(qū)動技術(shù)進步以及綠色發(fā)展深入,SRM已廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車驅(qū)動和工業(yè)控制等領(lǐng)域。然而SRM定轉(zhuǎn)子固有的雙凸極結(jié)構(gòu)和磁路非線性,使其運行時難以避免出現(xiàn)嚴重的振動和噪聲。因此,如何降低轉(zhuǎn)矩脈動以進一步推廣SRM應(yīng)用,已成為學(xué)者們的研究熱點。本文從控制策略上研究一種離線的轉(zhuǎn)矩脈動抑制方法,適合于SRM寬速范圍運行。首先,在介紹SRM抑制轉(zhuǎn)矩脈動的控制方法基礎(chǔ)上,對比分析四種抑制SRM轉(zhuǎn)矩脈動的控制策略;結(jié)合SRM的運行原理和等效電路,重點分析了電流斬波控制、電壓斬波控制和角度位置控制。其次,基于轉(zhuǎn)矩分配函數(shù)(Torque Sharing Function,TSF)分析產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩脈動的原因,給出一種離線型TSF新方法。通過有限元仿真軟件得到SRM的電感-轉(zhuǎn)矩特性,由兩個轉(zhuǎn)子位置函數(shù)構(gòu)建可逆轉(zhuǎn)矩方程,得到參考電流以實現(xiàn)良好的電流跟蹤特性。將電流的平方(銅耗)和Tikhonov因子相結(jié)合構(gòu)造目標優(yōu)化函數(shù),通過效率和轉(zhuǎn)矩速度性能之間的平衡選擇合適的Tikhonov因子數(shù)值,降低電流變化率。...
【文章來源】:江西理工大學(xué)江西省
【文章頁數(shù)】:74 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
抑制轉(zhuǎn)矩脈動常用的控制方法
第二章SRM的原理及等效電路方程8第二章SRM的原理及等效電路方程本章首先從SRM的基本運行原理分析著手,忽略相間互感的情況下,推導(dǎo)分析了回路電壓等效方程、轉(zhuǎn)矩、功率和運動方程等,加深了對SRM非線性特點的理解;最后通過對三種基礎(chǔ)調(diào)控策略適用范圍和特點的探討,在引導(dǎo)出思考高級控制策略方面具有重要意義。2.1SRM運行原理分析作為雙凸極定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的變磁阻電動機,SRM在其運行時遵循“磁阻最小原理”,而不是依靠定轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)磁場下產(chǎn)生的電磁力。意味著當定子線圈受到激勵時,轉(zhuǎn)子勢必將從磁阻較大位置因磁拉力而移動到最小磁阻位置。按照既定的相序給SRM各相勵磁時,因磁場扭曲產(chǎn)生的切向磁拉力,迫使轉(zhuǎn)子扭轉(zhuǎn)到轉(zhuǎn)子對稱位置(定子齒與轉(zhuǎn)子齒重合),帶動轉(zhuǎn)子朝著給定方向持續(xù)轉(zhuǎn)動。如圖2.1所示為三相12/8極的SRM的結(jié)構(gòu)原理圖。以此刻為轉(zhuǎn)子的瞬時起止位置,若按照A相、C相、B相的順序依次通電,根據(jù)分析可知:A相產(chǎn)生的磁拉力迫使相近的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),直到轉(zhuǎn)子的軸線1-1’、3-3’分別與A相定子軸線A1-A3、A2-A4相重合,此時A相磁阻最小而電感最大,若繼續(xù)A相通電,但轉(zhuǎn)子此刻只受到徑向磁拉力,轉(zhuǎn)子因此不再轉(zhuǎn)動;繼續(xù)通電給C相、B相后,轉(zhuǎn)子的運行情況與此類從而實現(xiàn)順時針轉(zhuǎn)動。而若按照B相、C相、A相的次序通電,類推可知電機轉(zhuǎn)子則實現(xiàn)向逆時針方向的轉(zhuǎn)動。由此可見,相電流的導(dǎo)通方向無法決定SRM的運轉(zhuǎn)方向,僅與相繞組的勵磁通電順序相聯(lián)系[35]。圖2.1三相SRM結(jié)構(gòu)原理圖
三相1
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于全橋變換器的開關(guān)磁阻電機直接轉(zhuǎn)矩控制[J]. 顏寧,曹鑫,鄧智泉. 中國電機工程學(xué)報. 2018(S1)
[2]基于轉(zhuǎn)矩分配函數(shù)在線修正的開關(guān)磁阻電機轉(zhuǎn)矩脈動抑制策略[J]. 吳建華,孫慶國. 電機與控制學(xué)報. 2017(12)
[3]基于電流迭代優(yōu)化的SRM總轉(zhuǎn)矩TSF閉環(huán)控制[J]. 黨選舉,肖逢,林誠才. 電氣傳動. 2015(08)
[4]開關(guān)磁阻電機轉(zhuǎn)矩脈動與銅耗最小化控制研究[J]. 王喜蓮,許振亮,王翠. 電機與控制學(xué)報. 2015(07)
[5]基于電流補償策略的轉(zhuǎn)矩分配函數(shù)法抑制整距繞組分塊轉(zhuǎn)子SRM的轉(zhuǎn)矩脈動[J]. 陳小元,彭亦稰. 電工技術(shù)學(xué)報. 2014(01)
[6]新型開關(guān)磁阻電機發(fā)展綜述[J]. 吳紅星,嵇恒,倪天,寇寶泉. 微電機. 2011(01)
[7]基于迭代學(xué)習(xí)控制的開關(guān)磁阻電機轉(zhuǎn)矩脈動抑制[J]. 潘再平,羅星寶. 電工技術(shù)學(xué)報. 2010(07)
[8]基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的開關(guān)磁阻電機瞬時轉(zhuǎn)矩控制[J]. 夏長亮,陳自然,李斌. 中國電機工程學(xué)報. 2006(19)
[9]一種開關(guān)磁阻電動機轉(zhuǎn)矩控制的新方法[J]. 曹家勇,周祖德,陳幼平,詹瓊?cè)A,朱煜. 中國電機工程學(xué)報. 2005(06)
[10]SRM常見的幾種功率變換器主電路及原理[J]. 楊岳峰,張奕黃. 電機電器技術(shù). 2003(02)
碩士論文
[1]基于雙極性控制的三相開關(guān)磁阻電機分析與設(shè)計[D]. 陸增潔.東南大學(xué) 2016
[2]分塊轉(zhuǎn)子開關(guān)磁阻電機轉(zhuǎn)矩控制方法的研究[D]. 范娜.南京航空航天大學(xué) 2012
[3]基于迭代學(xué)習(xí)控制的開關(guān)磁阻電機轉(zhuǎn)矩脈動最小化控制研究[D]. 羅星寶.浙江大學(xué) 2008
本文編號:3209041
【文章來源】:江西理工大學(xué)江西省
【文章頁數(shù)】:74 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
抑制轉(zhuǎn)矩脈動常用的控制方法
第二章SRM的原理及等效電路方程8第二章SRM的原理及等效電路方程本章首先從SRM的基本運行原理分析著手,忽略相間互感的情況下,推導(dǎo)分析了回路電壓等效方程、轉(zhuǎn)矩、功率和運動方程等,加深了對SRM非線性特點的理解;最后通過對三種基礎(chǔ)調(diào)控策略適用范圍和特點的探討,在引導(dǎo)出思考高級控制策略方面具有重要意義。2.1SRM運行原理分析作為雙凸極定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的變磁阻電動機,SRM在其運行時遵循“磁阻最小原理”,而不是依靠定轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)磁場下產(chǎn)生的電磁力。意味著當定子線圈受到激勵時,轉(zhuǎn)子勢必將從磁阻較大位置因磁拉力而移動到最小磁阻位置。按照既定的相序給SRM各相勵磁時,因磁場扭曲產(chǎn)生的切向磁拉力,迫使轉(zhuǎn)子扭轉(zhuǎn)到轉(zhuǎn)子對稱位置(定子齒與轉(zhuǎn)子齒重合),帶動轉(zhuǎn)子朝著給定方向持續(xù)轉(zhuǎn)動。如圖2.1所示為三相12/8極的SRM的結(jié)構(gòu)原理圖。以此刻為轉(zhuǎn)子的瞬時起止位置,若按照A相、C相、B相的順序依次通電,根據(jù)分析可知:A相產(chǎn)生的磁拉力迫使相近的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),直到轉(zhuǎn)子的軸線1-1’、3-3’分別與A相定子軸線A1-A3、A2-A4相重合,此時A相磁阻最小而電感最大,若繼續(xù)A相通電,但轉(zhuǎn)子此刻只受到徑向磁拉力,轉(zhuǎn)子因此不再轉(zhuǎn)動;繼續(xù)通電給C相、B相后,轉(zhuǎn)子的運行情況與此類從而實現(xiàn)順時針轉(zhuǎn)動。而若按照B相、C相、A相的次序通電,類推可知電機轉(zhuǎn)子則實現(xiàn)向逆時針方向的轉(zhuǎn)動。由此可見,相電流的導(dǎo)通方向無法決定SRM的運轉(zhuǎn)方向,僅與相繞組的勵磁通電順序相聯(lián)系[35]。圖2.1三相SRM結(jié)構(gòu)原理圖
三相1
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于全橋變換器的開關(guān)磁阻電機直接轉(zhuǎn)矩控制[J]. 顏寧,曹鑫,鄧智泉. 中國電機工程學(xué)報. 2018(S1)
[2]基于轉(zhuǎn)矩分配函數(shù)在線修正的開關(guān)磁阻電機轉(zhuǎn)矩脈動抑制策略[J]. 吳建華,孫慶國. 電機與控制學(xué)報. 2017(12)
[3]基于電流迭代優(yōu)化的SRM總轉(zhuǎn)矩TSF閉環(huán)控制[J]. 黨選舉,肖逢,林誠才. 電氣傳動. 2015(08)
[4]開關(guān)磁阻電機轉(zhuǎn)矩脈動與銅耗最小化控制研究[J]. 王喜蓮,許振亮,王翠. 電機與控制學(xué)報. 2015(07)
[5]基于電流補償策略的轉(zhuǎn)矩分配函數(shù)法抑制整距繞組分塊轉(zhuǎn)子SRM的轉(zhuǎn)矩脈動[J]. 陳小元,彭亦稰. 電工技術(shù)學(xué)報. 2014(01)
[6]新型開關(guān)磁阻電機發(fā)展綜述[J]. 吳紅星,嵇恒,倪天,寇寶泉. 微電機. 2011(01)
[7]基于迭代學(xué)習(xí)控制的開關(guān)磁阻電機轉(zhuǎn)矩脈動抑制[J]. 潘再平,羅星寶. 電工技術(shù)學(xué)報. 2010(07)
[8]基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的開關(guān)磁阻電機瞬時轉(zhuǎn)矩控制[J]. 夏長亮,陳自然,李斌. 中國電機工程學(xué)報. 2006(19)
[9]一種開關(guān)磁阻電動機轉(zhuǎn)矩控制的新方法[J]. 曹家勇,周祖德,陳幼平,詹瓊?cè)A,朱煜. 中國電機工程學(xué)報. 2005(06)
[10]SRM常見的幾種功率變換器主電路及原理[J]. 楊岳峰,張奕黃. 電機電器技術(shù). 2003(02)
碩士論文
[1]基于雙極性控制的三相開關(guān)磁阻電機分析與設(shè)計[D]. 陸增潔.東南大學(xué) 2016
[2]分塊轉(zhuǎn)子開關(guān)磁阻電機轉(zhuǎn)矩控制方法的研究[D]. 范娜.南京航空航天大學(xué) 2012
[3]基于迭代學(xué)習(xí)控制的開關(guān)磁阻電機轉(zhuǎn)矩脈動最小化控制研究[D]. 羅星寶.浙江大學(xué) 2008
本文編號:3209041
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