基于新型转子结构的开关磁阻电机转矩脉动分析与优化

为抑制开关磁阻电机（Switched Reluctance Motor,SRM）转矩脉动,提出了一种耳形转子结构,以一台1500r/min、7.5kW的8/6极开关磁阻电机为例,通过建立有限元模型,对新型结构进行了验证与优化。结果表明,所提出的新型耳形结构能够有效抑制转矩脉动,同时对电机平均转矩影响较小。该新型转子结构和转矩脉动分析结果,可供开关磁阻电机结构优化参考,从而提升电机电磁性能并抑振降噪。     

开关磁阻电动机直接瞬时转矩控制系统的设计与仿真

针对开关磁阻电动机转矩脉动问题,将直接瞬时转矩控制方法应用于开关磁阻电动机的转矩控制。基于四相8/6极开关磁阻电动机,给出了其速度控制系统的设计。在Matlab/Simulink环境下,利用基本模块建立了开关磁阻电动机的直接瞬时转矩控制仿真模型。为了实现转矩的反馈,构建了转矩、电流和位置之间的二维表T(i,θ)。最后,结合速度PID控制器,对开关磁阻电动机的直接瞬时转矩方案进行了仿真研究。研究结果表明,直接瞬时转矩控制能有效地减小转矩脉动,而且能够提升开关磁阻电动机的动、静态工作性能,对开关磁阻电动机是一种有效的控制方法。     

基于Simulink的8/6极开关磁阻电动机的直接转矩控制仿真

直接转矩控制(DTC)可以有效地抑制开关磁阻电动机的转矩脉动,但是当前三相开关磁阻电动机(SRM)的直接转矩控制方法并不适用于任意相的开关磁阻电动机.为实现四相8/6极开关磁阻电动机的直接转矩控制,在分析开关磁阻电动机数学模型的基础上,介绍了开关磁阻电动机直接转矩控制方法的基本原理,在Matlab/Simulink环境下利用基本模块建立了8/6极开关磁阻电动机的直接转矩控制仿真模型.基于功率变换电路的状态,给出了8/6极开关磁阻电动机电压矢量的选取规则,介绍了磁链矢量的计算方法以及扇区的判断方法,并利用Matlab/Simulink中的二维查表模块建立了开关表.最后,加入了速度PID控制器,并对该模型进行了仿真研究.研究结果表明,该控制方法是正确且有效的.     

SRM的直接瞬时转矩控制及其改进型的仿真研究

针对开关磁阻电动机的转矩脉动较大的问题,对直接瞬时转矩控制方法进行了研究,并将其与PWM控制方法相结合,进一步介绍了一种改进型的控制方法。对两种控制方法的工作原理展开分析,重点介绍了转矩差值控制环节,它是依据转子角度位置的不同,将电动机的相绕组电感分为三个区间,并通过编程实现各个区间内电动机的控制。通过Matlab/Simulink软件分别搭建了四相8/6极开关磁阻电动机的直接瞬时转矩控制和改进型直接瞬时转矩控制的仿真模型,其中,瞬时反馈转矩是由相电流、转子位置和转矩三者之间的关系表查表得到。研究结果表明,两种方法都能够对转矩脉动起到抑制作用,但相比较而言,改进型直接瞬时转矩控制方法的抑制效果更加明显。     

基于Ansoft 12的小功率开关磁阻电动机仿真研究

近年来,小功率开关磁阻电动机（Switched Reluctance Motor,简称SRM）在小型电动车中（如高尔夫观光电动车、巡逻车等）的应用越来越广,本文基于Ansoft软件的RMxprt模块建立4相8／6极开关磁阻电动机模型,分析电动机在不同转子位置角时的磁场分布和绕组相电流、电磁转矩等静态特性。在此模型基础上,利用Maxwell2D模块仿真电动机动态运行状态,分析电动机动态性能,仿真结果对小功率开关磁阻电动机在小型电动车上的应用有一定的参考作用。     

开关磁阻电机位置控制系统的变磁链SVPWM-DTC算法

针对传统直接转矩控制(DTC)在开关磁阻电机(SRM)位置控制系统中存在的开关频率不定、转矩脉动大、定子铜耗高等问题,提出一种变磁链空间矢量调制-直接转矩控制(SVPWM-DTC)算法.在传统DTC的基础上,对SVPWM-DTC算法中电压矢量的选择及作用时间进行推导,使磁链能被定量调节.结合SRM的基本工作原理,详细分析磁链给定值与定子电流的关系,提出变磁链控制策略.充分考虑磁链变化角及磁链给定值之间的相互影响,结合电机磁链数据,给出磁链给定值选取原则,在减小转矩脉动的同时,保证电机铜耗最小化.以三相6/4极SRM为仿真控制对象,将DTC、SVPWM-DTC与变磁链SVPWM-DTC进行仿真对比.结果表明:变磁链SVPWM-DTC算法能够有效提高位置控制系统的动、静态特性及效率.     

一种改进的四相开关磁阻电机直接转矩控制策略研究

针对开关磁阻电机转矩脉动大、启动时转子震荡的问题,将改进磁链估算模型和PWM技术应用到开关磁阻电机的直接转矩控制策略中。对四相开关磁阻电机的直接转矩控制策略进行了研究,设计了合适的磁链模型和开关表,分析了电机启动时转子震荡的原因,设计了参考转速变化的磁链估算模型;将PWM技术和直接转矩控制策略结合起来,提出了通过占空比调节控制周期内等效电压的大小,进而控制转矩改变量大小的方法;在Matlab/Simulink平台上,对优化前后电机的启动性能和转矩脉动抑制效果进行了仿真分析。研究结果表明:加入改进磁链估算模型后,有效解决了启动时转子震荡的问题,提高了启动转矩;引入PWM的开关磁阻电机直接转矩控制策略具有更好的转矩脉动抑制效果。     

基于Simulink的开关磁阻电机直接转矩控制的研究

由于具有特殊的工作原理,开关磁阻电机在常规的控制方式下会产生很大的转矩脉动,限制了其应用范围。针对这一问题,对开关磁阻电机的直接转矩控制进行了研究,并在MATLAB/Simulink环境下搭建了8/6级开关磁阻电机直接转矩系统仿真模型。结果表明:应用直接转矩控制开关磁阻电机,运行时的转矩脉动明显减小,拥有良好的调速性能和转矩动态响应。     

基于神经元网络的开关阻电机转矩脉动最小化策略的研究

本文针对开关磁阻电机转矩脉动较为突出的缺点,提出根据不同转矩要求下所需电流一位置角分布曲线神经网络模型,来控制相电流,以减少转矩脉动.本文利用DSR015A33A型开关磁阻电机的实验数据进行仿真研究,其结果表明转矩脉动明显减少.     

基于滑模学习算法自适应线性单元的开关磁阻电机速度控制研究

针对开关磁阻电机(SRM)速度控制问题,为了获得更好的速度控制鲁棒性,将基于滑模学习算法(SMLA)的自适应线性单元(Adaline)应用到SRM的转矩和磁链辨识,提出了一种新的SRM速度控制方案。将Adaline与传统的PD控制器相结合作为速度控制器,电流和转子位置作为反馈量对SRM进行了电磁转矩和磁链的辨识,以直接转矩控制(DTC)部分负责磁链计算、扇区计算等,并在阶跃和正弦两种输入情况下对系统进行了仿真。研究结果表明,基于SMLA的Adaline不仅能够以较好的快速性和鲁棒性辨识SRM的电磁转矩和磁链,而且能够结合传统的比例微分(PD)控制器实现SRM的速度控制,且在速度控制过程中不需用到电机的任何参数。     

基于BSRM变论域模糊控制研究

以12/8极三相双绕组无轴承开关磁阻电机为研究对象,针对转矩脉动及悬浮力脉动等问题,采用一种基于变论域模糊控制优化PI控制器控制参数的控制方法,更有效地降低BSRM系统转矩脉动、悬浮力脉动.在Matlab/Simulink中搭建无轴承开关磁阻电机模型并进行仿真分析.仿真结果表明:与传统PI控制方法相比,变论域模糊PI控制方法能更有效地抑制转矩脉动及悬浮力脉动.     

开关磁阻型动力磁轴承瞬时转矩控制策略的研究

在研究开关磁阻型动力磁轴承平均转矩控制策略特点基础上,提出一种瞬时转矩控制新策略。该瞬时转矩控制策略根据转子位置选择产生支承力的相统组(支承相),同时在考虑支承相对驱动转矩影响的前提下,采用另外两相绕组(补偿相)对驱动转矩进行补偿,使之准确地跟踪期望转矩,实现输出转矩的瞬时控制。瞬时转矩控制策略不仅显著减小了输出转矩的脉动程度,而且还避免了对驱动转矩和支承力之间复杂耦合关系的处理,简化了控制算法。分析了单个开关磁阻型动力磁轴承构成的控制系统的工作原理,并对其进行了计算机仿真,仿真结果验证了瞬时转矩控制策略的可行性。     

利用ANSYS软件计算开关磁阻电动机电磁场

以常见的四相8/6极开关磁阻电动机作为分析对象，利用ANSYS软件，采用二维有限元法对开关磁阻电动机的电磁场进行分析，建立了四个典型位置下的磁化曲线，计算得到定子一极所受径向力。通过与实测数据的比较，证明了有限元分析的精度。利用本研究结果可以精确计算电磁转矩和优化设计电动机结构，以减小径向力幅值，达到降低振动和噪声的目的。     

基于模糊神经网络开关磁阻电动机转矩观测

转矩脉动是开关磁阻电动机较为突出的缺点，出于电机设计和控制的目的，常需要实时在线测量电机的动态转矩，采用转矩传感器的方法既复杂、昂贵，在高速下又不准确。利用一种新型变结构模糊神经网络对开关磁阻电动机转矩特性进行学习，之后把它用于动态转矩的实时在线测量。仿真与试验结果表明此方法能够快速、准确的测量开关磁阻电机动态转矩。     

新型分段定子开关磁阻电机转矩增强和径向力减小的分析研究

开关磁阻电机由于结构简单和启动转矩大等优点应用于许多领域，然而与永磁电机相比，其表现出较低的密度转矩和较大的振动噪声。文中提出一种新型分段定子开关磁阻电机，并在每个定子块两侧增设永磁体，构成分段定子混合励磁开关磁阻电机。首先介绍了拓扑结构和原理，磁路等效法证明了永磁体对气隙磁通加强作用，同时通过有限元仿真得出永磁体对转矩密度的影响并得出优化永磁体厚度。其次建立外转子齿顶开槽模型分析径向力减小的原理，同时对不同槽口宽度和深度模型仿真分析，得到优化尺寸。最后仿真表明，分段定子混合励磁开关磁阻电机的平均转矩提高了34.2%,转矩脉动下降了19.3%,定转子重叠区间的径向力波降低了12.5%,有效降低了径向力，改善了振动噪声。     

开关磁阻电动机的一种磁链建模方法研究

开关磁阻电动机（SRM）的磁链特性具有高度饱和性和非线性性,传统电动机的建模分析方法难以应用到开关磁阻电动机的研究之中,针对这一问题,对如何简单有效获取开关磁阻电动机磁链特性进行了研究,提出了一种基于实验测量的方法,详细介绍了实验的原理、电路和步骤,并搭建了实验平台,对一台四相8/6极开关磁阻电动机进行了测量实验,获取了电动机的磁链特性模型,同时将所得模型与解析法得到的模型进行了对比.研究结果表明,提出的方法简单便捷、成本低,能够准确地获取开关磁阻电动机的磁链模型,对开关磁阻电动机的仿真与控制研究具有重要意义.     

开关磁阻电机直接转矩控制

高转矩脉动的固有缺陷限制了SRM的应用范围。笔者从SRM的非线性转矩特性出发,采用交流电机领域已经很成熟的直接转矩控制（DTC）理论提出了开关磁阻电机的直接转矩控制方法。     

电动汽车用SRM数字化驱动系统的硬件实现

设计了以DSP为主控制器的电动汽车用SRM(开关磁阻电机)数字化驱动系统,采用最新的转矩矢量控制策略,给出了系统硬件电路的具体结构.仿真及实验结果表明:该系统硬件简单、实用性好、具有良好的动态和静态特性,有效地抑制了转矩脉动.     

基于神经元网络的开关磁阻电机转矩脉动最小化策略的研究

本文针对开关磁阻电机转矩脉动较为突出的缺点，提出了根据不同要求下所需电流－位置角分布曲线神经网络模型，来控制电流，以减少转矩脉动。     

转速调节器采用单神经元PID的SRM直接瞬时转矩控制研究

针对开关磁阻电动机(SRM)精确建模困难、非线性等特点,在SRM直接瞬时转矩控制(DITC)的转速外环引入单神经元PID控制器。基于MATLAB Simulink的仿真结果表明,与常规PID比较,速度调节器采用单神经元自适应PID的SRM DITC系统具有较好的动、静态性能及抗负载扰动能力。