本文關鍵詞：開關磁阻電機轉矩脈動抑制的研究

  更多相關文章： 開關磁阻電機 數(shù)學模型 直接轉矩控制 改進直接瞬時轉矩控制

【摘要】：近年來隨著電力電子和微處理器等技術的發(fā)展,基于開關磁阻電機的電力拖動系統(tǒng)受到了國內(nèi)外學者的廣泛關注。它具有維護簡單、可靠性強、成本低和調(diào)速范圍廣等優(yōu)點,在航空、汽車等苛刻應用場合得到了大量應用。但開關磁阻電機也有很多問題影響其更進一步的應用,如運行中產(chǎn)生的轉矩脈動現(xiàn)象。傳統(tǒng)的開關磁阻電機控制方法雖然能夠?qū)崿F(xiàn)較好的調(diào)速和轉矩控制,但仍存在著較大的轉矩脈動。 針對這一問題,本文首先對開關磁阻電機進行數(shù)學建模,但由于電機本身帶有很強的非線性和強耦合,無法用線性方程或者坐標變換的方法精確描述出電機的電磁特性,因此本文選擇了一種快速建模的方法,通過實測的數(shù)據(jù)運用擬合近似的方法得到了電機的電磁特性。針對轉矩脈動,首先借鑒了交流調(diào)速中廣泛應用的直接轉矩控制(Direct Torque Control)思想,結合開關磁阻電機控制器的開關狀態(tài),選擇適宜的電壓矢量,對轉矩進行直接控制,采用Matlab/simulink組件進行了對比仿真,可以發(fā)現(xiàn)DTC能有效地減小轉矩脈動,但其運行中會產(chǎn)生較大的負轉矩,制約了其適用范圍。 在DTC的基礎上,考慮對角度進行控制,從而減小負轉矩的產(chǎn)生,得到了瞬時直接轉矩控制(Direct Instantaneous Torque Control)。該方法對轉矩直接進行控制,并根據(jù)轉子所處的位置對轉矩采用不同的滯環(huán)控制,可以實現(xiàn)很好的轉矩控制效果。加入轉矩分配(Torque Sharing Function)對轉矩給定進行優(yōu)化,仿真驗證了DITC控制的性能。討論了關斷角度對效率的影響,存在最優(yōu)的關斷角度實現(xiàn)效率最大,但由于非線性無法得到準確的關系式,只能通過實驗的方法得到后以供后續(xù)運行查表使用。 最后搭建了實驗測試平臺,拖動單元使用7.5kW的三相12/8開關磁阻電機,負載使用渦流測功機。功率變換器采用不對稱半橋結構,核心控制芯片采用帶有浮點運算單元的TMS320F28335.最后通過實驗得到了電機各項性能,并對比DITC與VC的動靜態(tài)性能。
【關鍵詞】：開關磁阻電機 數(shù)學模型 直接轉矩控制 改進直接瞬時轉矩控制
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TM352
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第一章 緒論12-22
• 1.1 引言12-13
• 1.2 SRM的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢13-17
• 1.2.1 SRM發(fā)展概況13
• 1.2.2 SRM特點和研究方向13-17
• 1.3 選題背景及意義17
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容17-18
• 參考文獻18-22
• 第二章 SRM系統(tǒng)的構成及基本控制策略22-36
• 2.1 SRM系統(tǒng)的基本構成和運行原理22-24
• 2.1.1 SRM系統(tǒng)的構成22
• 2.1.2 SRM的運行原理22-23
• 2.1.3 功率電路的基本拓撲結構23-24
• 2.2 SRM的數(shù)學建模24-28
• 2.3 SRM的傳統(tǒng)控制方法28-32
• 2.4 SRM的模糊自適應簡化控制32-34
• 2.5 本章小結34
• 參考文獻34-36
• 第三章 SRM的直接轉矩控制36-52
• 3.1 DTC的基本數(shù)學模型36-37
• 3.2 電壓矢量的選擇37-42
• 3.2.1 開關狀態(tài)定義37-39
• 3.2.2 磁鏈調(diào)節(jié)39-40
• 3.2.3 轉矩調(diào)節(jié)40-41
• 3.2.4 開關表41-42
• 3.3 仿真驗證42-50
• 3.3.1 仿真模型的建立42-45
• 3.3.2 DTC仿真驗證45-50
• 3.4 本章小結50-51
• 參考文獻51-52
• 第四章 SRM的直接瞬時轉矩控制52-70
• 4.1 開關磁阻電機的DITC控制52-62
• 4.1.1 DITC基本控制原理52-55
• 4.1.2 仿真驗證55-62
• 4.2 基于轉矩分配的DITC控制62-65
• 4.2.1 基于轉矩分配的DITC原理62-64
• 4.2.2 仿真驗證64-65
• 4.3 系統(tǒng)關斷角度的選擇65-68
• 4.4 本章小結68
• 參考文獻68-70
• 第五章 實驗平臺軟硬件設計70-90
• 5.1 實驗平臺系統(tǒng)70-76
• 5.1.1 負載測試模塊70-71
• 5.1.2 控制模塊71-76
• 5.2 軟件結構設計76-80
• 5.3 電機性能測試80-83
• 5.3.1 電機參數(shù)測量80-81
• 5.3.2 電機靜態(tài)特性測量81-83
• 5.4 DITC實驗驗證83-88
• 5.4.1 DITC性能驗證83-87
• 5.4.2 DITC與基于TSF的DITC性能對比87-88
• 5.5 本章小結88-89
• 參考文獻89-90
• 第六章 總結與展望90-92
• 本文的主要結論與創(chuàng)新點90-91
• 后續(xù)工作91-92
• 攻讀碩士學位期間科研成果92

【參考文獻】

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本文編號：689894