開關(guān)磁阻電機(jī)(Switched Relutance Motor,SRM)定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)簡單、各相繞組之間相互獨立工作,具有啟動轉(zhuǎn)矩大、啟動電流小、工作適應(yīng)能力強(qiáng)、以及損耗小等優(yōu)點,近些年來受到了廣泛關(guān)注。但是由于其定轉(zhuǎn)子雙凸極結(jié)構(gòu)和脈沖式供電特性,使得開關(guān)磁阻電機(jī)在運(yùn)行過程中會產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)矩脈動。此外在某些工業(yè)領(lǐng)域,在有效降低轉(zhuǎn)矩脈動的同時,對系統(tǒng)運(yùn)行效率也有較高的需求。為減小轉(zhuǎn)矩脈動,同時提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率,本文對開關(guān)磁阻電機(jī)直接瞬時轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究與實現(xiàn)。首先對開關(guān)磁阻電機(jī)的結(jié)構(gòu)及運(yùn)行原理進(jìn)行了分析,并對開關(guān)磁阻電機(jī)的數(shù)學(xué)模型及三種基本控制方式做出了介紹。在此基礎(chǔ)上,本文對開關(guān)磁阻電機(jī)的直接瞬時轉(zhuǎn)矩控制方法進(jìn)行了研究,為提高系統(tǒng)運(yùn)行效率,本文設(shè)計了基于轉(zhuǎn)矩分配函數(shù)(Torque Sharing Function,TSF)的直接瞬時轉(zhuǎn)矩控制方法。隨后為進(jìn)一步優(yōu)化系統(tǒng)效率,改進(jìn)了傳統(tǒng)預(yù)設(shè)TSF的方法,采用非固定形狀TSF,設(shè)計基于非固定形狀TSF的直接瞬時轉(zhuǎn)矩控制方法。其次,采用實驗測量法對實驗所用三相12/8極開關(guān)磁阻電機(jī)進(jìn)行了磁鏈特性檢測實驗,根據(jù)測量樣機(jī)得到的磁鏈、轉(zhuǎn)矩特性曲線數(shù)據(jù),對樣機(jī)進(jìn)行了非線性建模。隨后,根據(jù)樣機(jī)實驗數(shù)據(jù),在Matlab/Simulink中搭建了直接瞬時轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的仿真圖,并對多種直接瞬時轉(zhuǎn)矩控制方法進(jìn)行了仿真驗證和對比分析。最后,搭建了一臺1.5KW三相12/8極開關(guān)磁阻電機(jī)控制系統(tǒng)實驗平臺,設(shè)計了系統(tǒng)的硬件部分包括控制電路、IGBT驅(qū)動電路、功率變換器電路、電流電壓檢測及保護(hù)電路和位置檢測電路等,并給出了軟件設(shè)計流程。隨后進(jìn)行了相應(yīng)的實驗對控制系統(tǒng)進(jìn)行了實現(xiàn)。對本文所給出的控制算法進(jìn)行了對比驗證。驗證了改進(jìn)的直接瞬時轉(zhuǎn)矩控制算法在較好地抑制轉(zhuǎn)矩脈動基礎(chǔ)上,犧牲少量轉(zhuǎn)矩脈動抑制效果,可以有效提高系統(tǒng)運(yùn)行效率。
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TM352;TP273

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1605141