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。     

开关磁阻电机结构性转矩脉动抑制方法

开关磁阻电机具有结构简单、成本低和调速范围广等优势,但其双凸极结构和控制器的开关特性,导致存在转矩脉动现象,使得抑制转矩脉动成为焦点问题。首先从开关磁阻电机的结构和运行机理出发,针对线性解析方法难以分析转矩特征的问题,建立电机有限元模型求解出转矩特征并进行样机验证试验。分析样机结构参数对转矩脉动的影响,针对结构参数耦合问题,选择NSGA-Ⅱ算法在参数优化平台上对样机结构参数进行多目标寻优,在保证优化后样机的转矩脉动系数和平均转矩均优于初始电机的条件下,最终获得样机最优化结果。结果表明,不同结构参数对电机转矩的影响有较大的差异,对结构参数的优化能有效地抑制转矩脉动,该参数优化方法可以为开关磁阻电机结构性转矩脉动抑制提供参考。     

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。     

基于RBF网络SRM的DITC系统仿真研究

该文用RBF神经网络构成的自适应PID控制器,代替常规PID控制器,提出一种采用直接瞬时转矩控制方法(DITC)来抑制开关磁阻电机的转矩脉动的新方法。采用Matlab/Simulink进行了开关磁阻电机DITC系统转矩脉动抑制的仿真研究。仿真结果表明,该种方法不仅能够很好地抑制转矩脉动,而且系统具有超调小、响应快、控制精度高等优点,验证了该方法的可行性。     

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.     

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。     

开关磁阻电机驱动系统的增量式模糊控制实现

开关磁阻电机存在因换相,扰动等引起的转矩脉动问题,本文针对开关磁阻电机数学模型不精确,具有非线性的特性,提出了智能控制的方案,采用一种基于参数自调整的增量式模糊控制器,对电机相电流进行优化,从而实现恒转矩输出,通过模拟实施比较证明,该系统可有效降低转矩脉动,提高电机驱动系统的稳定性。     

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MSCO-RBFNN控制的开关磁阻电动机在工业缝纫机中的应用

为实现开关磁阻电动机(Switched Reluctance Motor,SRM)无位置传感器控制并减小转矩脉动,以推动SRM在工业缝纫机上的进一步应用,提出一种基于变尺度混沌优化的径向基神经网络(MSCO-RBFNN)方法,对开关磁阻电动机进行建模,以一台四相8/6极750W开关磁阻电动机为样机建立有限元模型(FEM),获得磁链、电流与转子位置关联样本数据,对MSCO-RBFNN模型进行训练和测试。Matlab/Simulink软件仿真和数字信号处理(DSP)实验结果表明,MSCO-RBFNN模型具有较好的收敛性能,所计算的转子位置与实际转子位置的误差较小,使电动机换向准确,减小了电动机的转矩脉动。     

双转子永磁磁阻电机优化设计和分析

设计出一种双转子永磁磁阻电机,利用RMxprt模块建立电机二维有限元模型。对影响同步磁阻电机转矩的关键参数进行灵敏度分析,确定优化变量,对变量分层抽样并建立平均转矩和转矩脉动的克里金响应面模型,采用粒子群优化算法得到最优解集。最后通过仿真验证了优化方法的可行性,结果表明优化后的电机性能得到了改善,达到了优化目标。     

两相4/2极高速开关磁阻电机多阶气隙优化

针对传统两相4/2极高速开关磁阻电机运行过程中转矩死区和大转矩波动这一问题,对传统开关磁阻电机数学模型中影响转矩死区和转矩波动的因素进行了研究,提出了一种基于两相4/2极开关磁阻电机的多阶阶梯式气隙设计的优化方案。利用Matlab拟合生成了气隙长度与气隙电感大小关系曲线,得到了不同阶数开关磁阻电机模型下阶梯式气隙各阶气隙长度的最优解,采用Maxwell 2D静态和动态仿真计算,计算了静态转矩波动系数、静态合成平均转矩和动态转矩波动系数等参量,分析比较了不同阶数的阶梯式气隙开关磁阻电机模型的电机运行情况。研究结果表明:采用多阶气隙极弧优化设计方法可以有效改善传统两相4/2极开关磁阻电机的运行情况,消除了转矩死区,降低了转矩波动,提高了运行质量。     

基于神经网络的五相开关磁阻电机直接转矩控制系统研究

以五相开关磁阻电机为研究对象,对直接转矩控制方法进行了分析与研究,提出了一种 BP 神经网络 PID 与传统 PI 复合的新型调速策略.通过高速切换,在大速度误差下采用 BP-PID 控制调速,小速度误差下采用传统 PI 控制调速,使系统误差快速减小并保持稳定,同时在传统 PI 侧引入了以负载转矩差构成的变参数法,可以更好地抵抗外界干扰,提高系统响应速度.对五相开关磁阻电机调速系统进行了仿真实验,实验结果表明,这种控制策略能够有效抑制转矩脉动,调速性能优秀,系统动静态性能良好.     

基子DSP的开关磁阻电机控制系统研究

根据微步控制理论，设计了基于DSP的四相开关磁阻电机的驱动控制系统。本文首先对功率变换器及其驱动、电流检测、位置检测和系统电源等硬件电路进行设计，最后搭建以TMS320LF2407为控制核心的开关磁阻电机控制系统。实验表明这种控制策略控制简单，能够在低速下有效地抑制开关磁阻电机的转矩脉动。     

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。     

基于模糊神经网络 PID 的开关磁阻电机控制系统研究

针对开关磁阻电机存在的转矩脉动大、噪声大、速度不稳定等问题,对开关磁阻电机的启动、运行、调速等方面进行了研究,提出了一种基于模糊神经网络PID的控制方法,将模糊控制理论与BP神经网络相结合,构成了模糊BP神经网络,根据系统误差,误差的变化,以及误差变化的变化实时调整PID控制参数,使电机在整个转速范围内获得了最优的PID参数。实验采用DSP作为控制核心,不对称逆变桥作为功率变换器,驱动一台2 k W的开关磁阻电机运行。研究结果表明,该方法大大改善了开关磁阻电机控制系统的动、静态性能,控制精度高、转矩脉动小,对干扰有较高的鲁棒性。     

基于滑模自抗扰控制的开关磁阻电机调速系统

开关磁阻电机的双凸极结构和开关电源供电方式使其电磁场存在非线性饱和特性，致使其运行时转矩脉动大，传统控制方法很难完成平稳调速。针对该问题，提出开关磁阻电机调速系统的滑模自抗扰控制策略。首先，内环根据开关磁阻电机数学模型设计自抗扰电流控制器，提高电流的响应速度和鲁棒性；其次，外环设计滑模速度控制器取代传统的PI控制器，并证明了系统的稳定性，增强了速度的鲁棒性；最后利用仿真与实验验证该控制策略的有效性。与传统的开关磁阻电机调速系统控制策略对比，能有效改善启动电流过大、转速超调和转矩脉动问题，提高了系统的响应速度和鲁棒性。     

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。     

控制棒驱动机构用同步磁阻电机低速运转平稳性研究

首先通过分析控制棒驱动机构中同步磁阻电机在低速运行时出现失稳的原因,得到了齿槽转矩脉动、换相换流转矩脉动和低速时电流非正弦引起的转矩脉动对转矩波动的影响规律.然后通过建立的低速运转仿真模型得到了电机在不同转速下的电流和输出转矩,并针对仿真结果,提出了从电机本体结构和控制方式对电机转矩脉动进行优化的方案.仿真结果表明:优化后电机低速运行平稳性得到明显改善,在低速运行时的电流畸变率减小了65%,转矩脉动最高减小了81%.     

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.