【摘 要】
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基于开关磁阻电机结构简单、较大的调速范围、灵活方便的控制方式以及良好的经济性等优点,使得多相开关磁阻电机广泛应用在家用电器、航空航天以及电动汽车等领域。正是由于开关磁阻电机系统的经济性要高于其它电机,使得开关磁阻电机成为了电动汽车驱动电机的首选。开关磁阻电机系统有多种控制方式,包括传统控制方式以及近几年发展的先进控制方式。本文重点研究了开关磁阻电机系统先进控制方式-直接转矩控制。在此系统中,功率变
【基金项目】
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国家自然科学基金（U20A20198,51507048）；
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基于开关磁阻电机结构简单、较大的调速范围、灵活方便的控制方式以及良好的经济性等优点,使得多相开关磁阻电机广泛应用在家用电器、航空航天以及电动汽车等领域。正是由于开关磁阻电机系统的经济性要高于其它电机,使得开关磁阻电机成为了电动汽车驱动电机的首选。开关磁阻电机系统有多种控制方式,包括传统控制方式以及近几年发展的先进控制方式。本文重点研究了开关磁阻电机系统先进控制方式-直接转矩控制。在此系统中,功率变换器采用的开关器件为IGBT,当IGBT出现故障后,会影响整个系统的运行,所以对功率变换器开关器件IGBT的故障研究也具有一定实际意义。本文创新点与主要工作包含以下几个方面:（1）建立多相开关磁阻电机的数学模型,运用ANSOFT有限元仿真软件对三相6/4开关磁阻电机进行模型的建立。通过对模型数据分析,获得电机磁链-位置-电流特性曲线,为开关磁阻电机非线性模型提供详细的数据支持。（2）分析并验证多相开关磁阻电机系统两种控制方法的应用:传统控制方式-电流斩波控制和先进控制方式-直接转矩控制。得到不同控制方式下启动过程以及稳态过程下转速和转矩的变化情况,结果表明直接转矩控制下达到额定转速的效果优于电流斩波控制并且转矩脉动得到了抑制。（3）提出了一种基于线性扩张状态观测器的开关磁阻电机直接转矩控制。但是在受到扰动时,直接转矩控制系统性能下降,因此通过加入线性扩张状态观测器,对扰动进行补偿,使得负载扰动得到提高。（4）对电动汽车用开关磁阻电机直接转矩控制系统中所用功率变换器进行详细介绍,并对功率变换器开关器件IGBT出现故障后的工作原理进行分析。（5）运用傅里叶变换以及小波包分析两种方法进行故障分析,仿真结果表明小波包分析的优点更为突出。在电动汽车用开关磁阻电机系统平台进行了实验验证,实验结果与仿真结果一致。
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