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开关磁阻电机具有输出效率高、调速范围宽、成本低、控制方式灵活等特性,在航空航天、纺织机械、电动汽车、电梯驱动等领域均有应用。由于开关磁阻电机特有的双凸极结构和脉冲式的供电方式,使得电机的转矩脉动、噪音和振动相对较大。在换机1期间,转矩脉动尤为明显,而直接瞬时转矩控制策略可以将电机的瞬时转矩限制在一定的范围内,古史研究开关磁阻电机直接瞬时转矩控制策略具有重要的理论意义和实用价值。
开关磁阻电机存在严重的磁饱和,难以建立参数化、解析化的数学模型。为了使开关磁阻电机的控制更为精准,需建立开关磁阻电机的非线性数学模型,而这需要精确的电机磁链-转子位置-电流特性数据。对几种获得开关磁阻电机磁链数据的方法进行了对比分析,考虑到实用性和精确性,采用基于特殊位置磁特性曲线分区解析拟合的方法获得了开关磁阻电机的磁链数据,进而得到了电机的转矩础上建立了开关磁阻电机的非线性模型。
对现有控制策略进行了对比分析,选择了直接瞬时转矩控制策略来实现对电机的控制,这种方法可以很好的实现对转矩的控制。但是电机运行时其相电流是不可控的,在换相区域内会有较大的电流尖峰,且存在较大的转矩波动。为解决这些问题,以减小转矩脉动和优化相电流波形为优化目标,利用粒子群算法对开通关断角进行优化,得到开通关断角的最优组合:为了提高系统的响应速度和鲁棒性,设计了模糊转速控制器。
在Matlab环境下建立了开关磁阻电机直接瞬时转矩控制系统仿真模型,将所采用控制方法的仿真结果与传统直接瞬时转矩控制的仿真结果进行了对比分析,结果表明,所采用的方法可以明显的降低转矩脉动,同时也有效地减小了相电流的尖峰。以一台三相12/8极的SR电机为研究对象,采用TI公司的TMS320F28335DSP为控制芯片,搭建了开关磁阻电机硬件实验平台,并以CCS7.4为软件平台,进行了软件程序的设计和编写。实验结果表明,采用粒子群算法优化开通关断角结合双闭环的控制方法使得转矩波动范围减小,改善了开关磁阻电机运行时的性能指标。
开关磁阻电机存在严重的磁饱和,难以建立参数化、解析化的数学模型。为了使开关磁阻电机的控制更为精准,需建立开关磁阻电机的非线性数学模型,而这需要精确的电机磁链-转子位置-电流特性数据。对几种获得开关磁阻电机磁链数据的方法进行了对比分析,考虑到实用性和精确性,采用基于特殊位置磁特性曲线分区解析拟合的方法获得了开关磁阻电机的磁链数据,进而得到了电机的转矩础上建立了开关磁阻电机的非线性模型。
对现有控制策略进行了对比分析,选择了直接瞬时转矩控制策略来实现对电机的控制,这种方法可以很好的实现对转矩的控制。但是电机运行时其相电流是不可控的,在换相区域内会有较大的电流尖峰,且存在较大的转矩波动。为解决这些问题,以减小转矩脉动和优化相电流波形为优化目标,利用粒子群算法对开通关断角进行优化,得到开通关断角的最优组合:为了提高系统的响应速度和鲁棒性,设计了模糊转速控制器。
在Matlab环境下建立了开关磁阻电机直接瞬时转矩控制系统仿真模型,将所采用控制方法的仿真结果与传统直接瞬时转矩控制的仿真结果进行了对比分析,结果表明,所采用的方法可以明显的降低转矩脉动,同时也有效地减小了相电流的尖峰。以一台三相12/8极的SR电机为研究对象,采用TI公司的TMS320F28335DSP为控制芯片,搭建了开关磁阻电机硬件实验平台,并以CCS7.4为软件平台,进行了软件程序的设计和编写。实验结果表明,采用粒子群算法优化开通关断角结合双闭环的控制方法使得转矩波动范围减小,改善了开关磁阻电机运行时的性能指标。