【摘要】：對容錯性及成本要求較高的應用場合,發(fā)展已久的三相永磁電機、異步電機受到本身結構的限制,有時并不能滿足實際的需求,而開關磁阻電機(Switched Reluctance Motor,SRM)由于其成本低廉,簡單,容錯性強等優(yōu)勢可廣泛地應用于以上要求場合,例如礦車電機驅動系統(tǒng),航天起動發(fā)電系統(tǒng)等。由于其本身的優(yōu)勢及市場需求,國內外很多學者投入到開關磁阻電機的本體與控制的研究中。本文以三相6/4極SRM為研究樣本,對開關磁阻電機本體建模、控制策略與轉矩脈動抑制等問題進行了深入分析與研究。首先,論文介紹了SRM的運行原理與功率變換器拓撲,研究了其本體的數(shù)學模型。在此基礎上,根據(jù)其磁鏈與增量電感的數(shù)學特征,利用基于傅里葉分解的擬合函數(shù)對其電磁特性進行解析式建模。之后,通過轉矩平衡與旋轉斬波兩種方法測得了所需特殊位置的磁鏈特性曲線,由此建立了SRM全位置磁鏈模型。利用角度位置控制將仿真與實驗中的波形進行相同條件下的對比,證明了建模的準確性。其次,在準確建模的基礎上,針對SRM電動運行時轉矩波動較大的問題,研究了基于轉矩分配函數(shù)與直接瞬時轉矩控制的控制策略。分析了傳統(tǒng)轉矩分配函數(shù)的電壓利用率,并提出一種基于迭代的轉矩分配函數(shù)尋優(yōu)方法,離散計算出了各個工作點下的最優(yōu)轉矩分配函數(shù),拓寬了開關磁阻電機平滑轉速的范圍,對電機設計及控制具有指導意義�；赟imulink的仿真證明了迭代算法的有效性。然后,針對跟蹤參考電流時紋波較大的問題,本文提出一種基于增量電感的電流預測控制策略,并對實際控制中的一拍延遲問題進行了補償。對于預測控制器中電阻參數(shù)變化的問題,本文利用遞歸最小二乘法,在一個電流脈沖周期內使不準確電阻收斂,兼?zhèn)錅蚀_性與快速性,之后給出了轉矩內環(huán)完整的控制策略。基于Simulink的仿真分別證明了電流預測,參數(shù)辨識及轉矩內環(huán)控制算法的有效性。最后,設計出基于TMS320F28335控制芯片的SRM控制器與主回路的硬件方案,并建立SRM與異步電機(IM)的對拖實驗平臺,對前文算法進行硬件控制系統(tǒng)實現(xiàn)與驗證。通過對多個對比實驗結果的分析,證明了上述控制算法的有效性。
【圖文】：

算注入時間與反饋電流計算特定位置磁鏈。單次脈沖的注入電壓與電流示意圖如圖 2-7 所示。給定電流 100A，單相通電時，電機的平衡轉矩如圖 2-8 所示，可以發(fā)現(xiàn)，在一個周期中只有對齊位置(45 度)與非對齊位置(0 度)轉矩為 0，可使轉子處于靜止狀態(tài)進行磁鏈測量。即單相通電時僅能獲取兩組磁鏈數(shù)據(jù)，這對于擬合函數(shù)建立而言是遠遠不夠的。因此，需要利用全部三相轉矩，進一步研究可進行磁鏈特性曲線計算的位置。Udcu(t)-Udcti(t)ut1t2t3i位置(deg)矩轉(mN)-200200 15 30 45 60 75 90圖 2-7 單次電壓注入示意圖 圖 2-8 單相轉矩平衡曲線在 A 相角度 0-90 度的位置上，分別計算a bT + T、a cT + T及a b cT + T + T的合成轉矩，可以得到如圖 2-9 所示的，從圖中可見，AB 相在 7.5 度處轉矩及 AC 相在15 度處于轉矩平衡狀態(tài)。綜上可知

....件平臺件平臺如圖 5-1 所示，主要包括，，SRM 本體及其驅動器，功率變換器，對拖感應電機及其驅動器，扭矩傳感器等。由于在第二章已經(jīng)得到相對機模型，所以實驗用電機與仿真中所使用的電機參數(shù)基本一致，如表
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TM352

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本文編號：2690296