基于注入分段式谐波电流抑制开关磁阻电机转矩脉动的控制策略研究

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众所周知,随着社会现代化的发展,大量使用的传统自然资源正愈发匮乏,自然环境也随之被污染的越来越严重。以清洁能源为主要驱动的电动汽车具有不消耗化石燃料、电机再生制动能力强、局部排放量少等优点,已被公认为一种理想的绿色交通工具,应用前景非常广阔。开关磁阻电动机(Switched Reluctance Motor,SRM)是一款结构简单、坚固、无稀土特性、超高速运转能力和无公害运行的电机。然而SR电动机运行时具有转矩脉动幅值大、噪声强等不良表现,使得其直接应用于要求较高的场合受到极大的限制。伴随着电力电子技术以及计算机控制技术领域的日益成熟,以此为基础的开关磁阻电动机调速系统得到迅速的发展,并在电动汽车驱动领域方面的应用受到越来越多的关注。所以,对开关磁阻电机转矩脉动的优化是接下来最为热门的研究领域之一。本文提出了一种新的抑制转矩脉动的控制策略,在传统的电流斩波控制下,直接往矩形参考电流中注入一系列谐波电流分量,使之生成相应的额外转矩,来补充或消除原参考电流产生的转矩脉动。为了提高谐波电流注入下SR电机转矩脉动降低的更加灵活与有效,将注入的n次正弦谐波电流分量等分成n段,通过调节相应段的谐波分量系数,独立控制各分段区间参考电流波形,进而控制电机输出转矩。新的控制策略在电流斩波控制下可较好的实现抑制转矩脉动的目标。最后,通过仿真与实验验证了上述所提方法的有效性及实用性。
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