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随着能源短缺和环境污染等问题日益严重,节能减排的研究变得尤为重要。皮带传动启动/发电一体式电机(Belt-driven Starter Generator,BSG)技术是弱混合动力汽车技术中的重要组成部分,对节能减排的研究具有重要意义。相较于其它类型的BSG电机,开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor,SRM)以其不含永磁体、转子上未缠绕绕组、结构简单等特点,成为目前BSG电机的研究热点。本文以分块开关磁阻BSG电机,即分块转子式SRM(Segmented-rotor SRM,SSRM)作为研究对象,并在国家自然科学基金重点项目(U1564201)、江苏省杰出青年项目(BK20180046)的支持下,对其本体结构优化、非线性建模分析、直接转矩控制(Direct Torque Control,DTC)策略以及样机实验等方面进行重点研究。主要研究内容如下:1、阐述了BSG用SSRM的工作原理及数学模型,介绍了SSRM的结构特点。为了满足额定转矩和低转矩脉动的要求,重点对SSRM的定子、分块转子极弧角和分块转子槽深进行优化分析,仿真结果表明优化分析后的SSRM转矩脉动相对于分析前明显降低。另外,分析了不同绕组连接方式对电机输出转矩和转矩脉动的影响,结果表明当绕组连接方式为NSNSNSNS时,电机输出转矩达到设计要求,且转矩脉动相对较低。2、阐述了SRM几种常见非线性建模方法的优缺点,在未使用转子锁紧装置和位置传感器的前提下,利用转矩平衡法及简化二阶傅里叶级数获得SSRM的电磁特性曲线,并使用三次样条插值法搭建SSRM的非线性本体模块。最后,将该方法与角度位置控制(Angle Position Control,APC)方法相比较,仿真结果表明在简化硬件条件下,该方法可以获得与常规控制相吻合的效果。该非线性建模方法为接下来的DTC策略研究奠定理论基础。3、针对传统控制策略难以抑制SSRM转矩脉动的问题,采用DTC策略进一步抑制电机的转矩脉动。介绍了DTC策略的基本原理以及主要模块,包括磁链计算、扇区判断、磁链转矩调节和开关表模块。将该策略与电流斩波控制(Chopped Current Control,CCC)策略进行了详细地对比,重点研究了两种控制策略下磁链轨迹、电流、转速和转矩特性。对比结果表明相比较于CCC策略,DTC策略显著地降低了SSRM的转矩脉动。4、为了测试样机的有效性,构建了SSRM的静态实验台架,并进行了相应静态实验,主要包括SSRM的电感和转矩特性。基于dSPACE快速控制原型开发平台,构建了SSRM的瞬态实验台架,并进行了相应瞬态实验验证,包括非线性建模方法与DTC策略的验证。实验结果验证了非线性建模方法与DTC策略理论的可行性和有效性。