【摘要】：磁阻類電機具有定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)簡單、各相繞組之間相互獨立工作、啟動轉(zhuǎn)矩大、啟動電流小、工作適應(yīng)能力強、以及損耗小等優(yōu)點,近些年來受到了廣泛關(guān)注。因此本文提出一種由傳統(tǒng)開關(guān)磁阻電機改進而來的線圈輔助勵磁無刷直流電機(Coil-Assisted Excitation Brushless DC Motor,簡稱CAE-BLDCM),但是由于CAE-BLDCM在運行的過程中,磁路經(jīng)常是處于飽和狀態(tài),使得CAE-BLDCM系統(tǒng)具有強烈的非線性,且功率變換器的導(dǎo)通和關(guān)斷也會造成電機在兩相通電中間產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩較大的脈動,這使得CAE-BLDCM在運行過程中會產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)矩脈動與振動噪聲等缺點。這些缺點使得CAE-BLDCM不適合應(yīng)用在特定工況下的運轉(zhuǎn),限制了該電機在工業(yè)中的應(yīng)用范圍。同時由于難以得到CAE-BLDCM的精確數(shù)學(xué)模型,分析電機轉(zhuǎn)矩脈動原因和設(shè)計減小轉(zhuǎn)矩脈動方法都很困難。為減小轉(zhuǎn)矩脈動,同時提高系統(tǒng)的運行效率,本文對CAE-BLDCM直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)進行了研究,本文通過在對CAE-BLDCM控制過程中引入直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù),成功的實現(xiàn)了電機轉(zhuǎn)矩脈動的抑制。首先對CAE-BLDCM的結(jié)構(gòu)及運行原理進行了分析,建立了該電機的數(shù)學(xué)模型,并對CAE-BLDCM的三種基本控制策略做出了介紹。在此基礎(chǔ)上,本文對CAE-BLDCM的直接轉(zhuǎn)矩控制方法進行了研究,為提高系統(tǒng)效率,設(shè)計基于轉(zhuǎn)矩分配函數(shù)的DTC方法,改進轉(zhuǎn)矩分配函數(shù),進一步提高系統(tǒng)效率,并加入中央線圈對轉(zhuǎn)矩的影響,進行了更為合理的設(shè)計。從而改善CAE-BLDCM的轉(zhuǎn)矩脈動。其次,采用實驗測量法測量CAE-BLDCM電機的磁鏈特性,并推導(dǎo)出電機的數(shù)學(xué)模型,并在Matlab/Simulink中搭建了直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的仿真圖,對不同轉(zhuǎn)矩分配函數(shù)(直線TSF和余弦TSF、有中央線圈和無中央線圈)的直接轉(zhuǎn)矩控制方法進行了對比分析。最后針對我們這臺三相9/6極CAE-BLDCM電機,設(shè)計其直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的硬件實驗平臺與軟件工作流程。其中,系統(tǒng)的硬件部分包括控制電路、驅(qū)動電路、電流電壓檢測和位置檢測電路等。
【圖文】：

圖 2.1 三相 9/6 極 CAE-BLDCM 內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖Fig. 2.1 Internal structure of 3-phase CAE-BLDCM圖 2.2 三相 9/6 極 CAE-BLDCM 外部結(jié)構(gòu)示意圖Fig. 2.2 External structure of 3-phase CAE-BLDCM

7圖 2.2 三相 9/6 極 CAE-BLDCM 外部結(jié)構(gòu)示意圖Fig. 2.2 External structure of 3-phase CAE-BLDCM CAE-BLDCM 運行原理般電機的定子上均繞有線圈，當(dāng)定子繞組被通電以后，磁場從定子極被子上沒有線圈，磁路流經(jīng)定轉(zhuǎn)子氣隙，由于“磁阻最小原理”，即磁通小路徑閉合，所以磁阻需要變小，磁路就要變短，這樣就會產(chǎn)生磁阻轉(zhuǎn)機轉(zhuǎn)動。文提出的 CAE-BLDCM 電機采用雙組定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，每組 9/6 式結(jié)構(gòu)的定對齊，電機轉(zhuǎn)軸上嵌套了一層導(dǎo)磁材料，中央線圈固定在機殼中間環(huán)繞定子繞組產(chǎn)生的磁場始于定子齒，通過轉(zhuǎn)子齒再到轉(zhuǎn)軸，，傳導(dǎo)到另一邊相定子齒的反向繞組吸引再由機殼回到最初的定子齒。當(dāng)輔助線圈通電著定子繞組產(chǎn)生的磁場進行輔助勵磁，本電機的磁路走向如圖 2.3 所示。
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM33

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