無軸承開關磁阻電機結構簡單、性能可靠,并省去了機械軸承的使用,在高速電機領域具有重要應用價值,引起了眾多學者的注意。然而在無軸承開關磁阻電機中,轉矩與懸浮力的耦合問題往往使得電機控制較為復雜,為此研究人員提出了寬轉子齒結構無軸承開關磁阻電機,其可以實現轉矩與懸浮力解耦控制,具有現實研究意義。本文以單繞組寬轉子齒結構無軸承開關磁阻電機為研究對象,針對起動/發(fā)電一體化裝置的性能要求,著重分析了電機在調速和發(fā)電領域中的控制策略,并搭建相應的控制平臺,為后續(xù)的實驗研究打下了堅實基礎。首先,通過有限元軟件比較分析兩種電機結構,介紹了單繞組寬轉子齒結構無軸承開關磁阻電機中轉矩與懸浮力解耦控制原理,并通過麥克斯韋應力法推到了電機轉矩與懸浮力數學模型。其次,推導出電機輸出平均轉矩與繞組方波電流的關系式,通過引進新變量改進懸浮力數學模型,減少了控制變量的數目,并以此為基礎在Matlab/Simulink環(huán)境下搭建電機仿真模型,分析了以平均轉矩與瞬時懸浮力為控制目標時的電機工作性能。此后,分析了單繞組寬轉子齒結構無軸承開關磁阻電機發(fā)電運行模式,推導出了在電機高速運轉狀態(tài)下懸浮電流導通角的計算公式,提出了負... 

【文章頁數】：59 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
專用術語注釋表
    符號說明
    縮略詞說明
第一章 緒論
    1.1 電機研究背景與概況
        1.1.1 無軸承電機研究背景
        1.1.2 無軸承電機研究概況
    1.2 無軸承開關磁阻電機簡介
        1.2.1 無軸承開關磁阻電機研究背景
        1.2.2 無軸承開關磁阻電機的研究現狀
    1.3 本課題研究的背景與意義
        1.3.1 研究背景
        1.3.2 研究意義
    1.4 本文研究內容
第二章 單繞組寬轉子齒結構無軸承開關磁阻電機數學模型
    2.1 單繞組BSRMWR解耦控制原理
        2.1.1 電機結構
        2.1.2 有限元分析
        2.1.3 電機工作原理
    2.2 單繞組BSRMWR轉矩數學模型
    2.3 單繞組BSRMWR懸浮力數學模型
    2.4 本章小結
第三章 單繞組寬轉子齒結構無軸承開關磁阻電動機控制策略
    3.1 平均轉矩
    3.2 改進懸浮力數學模型
    3.3 電動運行仿真結果
        3.3.1 功率變換器
        3.3.2 Simulink仿真
    3.4 本章小結
第四章 單繞組寬轉子齒結構無軸承開關磁阻發(fā)電機控制策略
    4.1 發(fā)電控制
        4.1.1 懸浮電流導通角
        4.1.2 發(fā)電電流關斷角
        4.1.3 功率變換器
    4.2 開環(huán)仿真
    4.3 閉環(huán)仿真
    4.4 變is發(fā)電控制策略
    4.5 本章小結
第五章 單繞組寬轉子齒結構無軸承開關磁阻電機控制平臺
    5.1 兩自由度樣機設計
    5.2 控制平臺設計
        5.2.1 主控制器
        5.2.2 電流采樣調理電路
        5.2.3 功率變化器及驅動電路
        5.2.4 轉子位置檢測電路
    5.3 控制平臺實物圖
    5.4 本章小結
第六章 全文總結與展望
    6.1 總結
    6.2 工作展望
參考文獻
附錄 1 在讀期間學術論文
附錄 2 在讀期間申請專利
附錄 3 在讀期間參加科研項目
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]開關磁阻電機位置信號的故障檢測與容錯控制[J]. 許培林,鄧智泉,陳小元,王曉琳,范娜.  中國電機工程學報. 2011(33)
[2]開關磁阻電機功率變換器的故障診斷與容錯策略[J]. 盧勝利,陳昊,昝小舒.  電工技術學報. 2009(11)
[3]開關磁阻電機的Pi-sigma模糊神經網絡建模[J]. 修杰,夏長亮,王世宇.  電工技術學報. 2009(08)
[4]神經網絡在開關磁阻電機建模中的應用[J]. 張志寶,譚國俊,呂現釗.  電機與控制應用. 2009(02)
[5]一種無軸承開關磁阻電機獨立控制策略[J]. 曹鑫,鄧智泉,楊鋼,王曉琳.  中國電機工程學報. 2008(24)
[6]開關磁阻電機無位置檢測方法及關鍵技術研究綜述[J]. 司利云,林輝.  測控技術. 2008(04)
[7]適用于無軸承開關磁阻電機的功率變換器設計[J]. 楊鋼,鄧智泉,曹鑫,羅建震,王曉琳.  航空學報. 2008(01)
[8]基于有限元分析的磁懸浮開關磁阻電機數學模型的全角度拓展[J]. 孫玉坤,劉羨飛,王德明,茅靖峰.  電工技術學報. 2007(09)
[9]基于有限元法的磁懸浮開關磁阻電機數學模型[J]. 孫玉坤,吳建兵,項倩雯.  中國電機工程學報. 2007(12)
[10]無軸承開關磁阻電機實驗平臺的設計與實現[J]. 楊鋼,鄧智泉,張媛,曹鑫,王曉琳.  中國電機工程學報. 2006(22)

博士論文
[1]12/8極無軸承開關磁阻電機的研究[D]. 曹鑫.南京航空航天大學 2010
[2]無軸承開關磁阻電機振動分析與抑制的基礎研究[D]. 楊艷.南京航空航天大學 2010
[3]無軸承開關磁阻電動機的基礎研究[D]. 楊鋼.南京航空航天大學 2008



本文編號：3651034