开关磁阻电机启动转矩控制策略研究

针对开关磁阻电动机启动过程容易产生制动转矩使转速下降的问题,介绍了开关磁阻电机启动过程工作原理,分析了开通角和关断角对启动转矩的影响,提出了一种电流双闭环的启动转矩控制策略,建立了基于Matlab/Simulink的开关磁阻电动机启动系统仿真模型,与传统的电流单闭环控制策略相比,该方法能有效减小启动过程的制动转矩,使转速平稳上升。     

电动车用开关磁阻电机驱动系统转矩脉动优化设计

开关磁阻电机驱动系统的转矩脉动严重影响了电动汽车的性能。为了达到电动汽车用开关磁阻电机转矩脉动优化的目的,在Matlab/Simulink环境中建立了开关磁阻电机非线性动态模型;利用动态模型仿真得到的转矩数据分析了开通角和关断角对转矩脉动的影响规律;以降低转矩脉动为目标,得到了电机转矩脉动最优化开通角以及最优化关断角与转速之间的关系;设计了基于开通角和关断角可随转速变化的优化控制器。通过优化前后对比分析表明,本文建立的优化控制器能有效抑制开关磁阻电机的转矩脉动,为电动汽车用开关磁阻电机驱动系统的优化提供一定的参考价值。     

基于非线性模型的开关磁阻电机关断角对系统性能的影响

关断角是开关磁阻电机驱动系统中一个十分重要的控制参数,尤其是在电机的优化运行阶段,关断角的微小变化往往会影响到电机的性能指标,如有效输出转矩、转矩脉动系数、电流及转速等。基于开关磁阻电机的有限元非线性模型对系统的饱和与非线性电磁特性进行了研究,在Simulink环境下建立开关磁阻电机系统的非线性动态仿真模型,将有限元计算的静态电磁数据导入到系统模型中。在此基础上,针对关断角参数进行了仿真研究,分析了关断角对开关磁阻电机系统转矩脉动、有效输出转矩的影响。结果表明：综合考虑各性能指标,合理选择关断角有助于实现开关磁阻电机系统的优化运行,从而提高电机的运行效率。     

基于关断角补偿的开关磁阻电动机转矩脉动抑制仿真

针对开关磁阻电动机(SRM)转矩脉动大的问题,采用模糊控制器对开关磁阻电动机的关断角进行实时补偿,实现SRM关断角自动调节,从而达到减小转矩脉动的目的。采用Matlab／simulink仿真软件,构建SRM控制系统的仿真模型,进行仿真实验。实验证明了该方法的可行性和有效性。     

一种抑制开关磁阻电机转矩脉动的电流控制方法

本文提出一种无需反馈瞬时转矩和计算开通、关断角,即可降低开关磁阻电机转矩脉动的电流控制方法。该方法借鉴同步电机的dq轴控制思想,根据开关磁阻电机的电流、电感特性将参考电流非负处理和修正,以保持输出转矩的平稳。为保证电机的系统效率,减少转速较高时因续流产生的负转矩,采用电流前移法,通过模糊算法调整移动角,进一步完善参考电流。搭建三相9/6极开关磁阻电机仿真系统和实验平台,实现传统电流控制和提出的电流控制,对这两种控制方式在不同转速下的开关磁阻电机转矩脉动进行对比和分析。仿真和实验结果表明,提出的电流控制方法在开关磁阻电机中低速运行时均可有效降低27%～34%的转矩脉动。     

电动汽车用开关磁阻电机驱动系统设计及优化

为了达到车用开关磁阻电机驱动系统动态特性优化的目的,建立了其动态仿真模型,分析了负载转矩、开通角、关断角对转矩脉动及电机效率的影响及其规律.以降低转矩脉动,提高电机效率为目标,提出了一种双指标同步优化开关磁阻电机控制参数的方法,建立了基于负载转矩与电机转速的可变开通角、关断角控制参数模型.针对不同优化策略结果的对比分析以及实验结果表明,提出的双指标同步优化策略能很好地降低转矩脉动,提高电机效率,达到了优化开关磁阻电机驱动系统动态特性的目的.     

开关磁阻起动/发电系统起动性能研究

根据开关磁阻起动/发电系统的特点,对其起动特性进行了分析,主要对起动转矩最大和起动转矩脉动最小两种情况进行了研究。在建立开关磁阻起动/发电系统仿真模型的基础上,对两种起动要求下主开关的开通角和关断角进行了不同转速下的仿真优化。然后对由静止到运动时的起动PWM占空比进行模糊算法估测,对两种起动要求下的不同控制算法分别进行了滑模+PI控制策略的设计。最后,利用开关磁阻起动/发电系统样机平台,验证了所设计起动控制方法的正确性。     

开关磁阻电动机调速系统仿真分析

在开关磁阻电动机非线性动态模型基础上,利用Matlab/Simulink软件建立了开关磁阻电动机调速系统的仿真模型,分别在电流斩波控制和角度位置控制两种控制方式下进行了开关磁阻电动机调速系统的动态仿真,得到了相电感、电流、转矩和开关磁阻电动机的合成转矩,仿真结果反映了开关磁阻电动机的实际工作状况.     

电动车用开关磁阻电机驱动系统多指标同步优化

为了提高电动汽车用开关磁阻电机综合性能,在获得开关磁阻电机磁链特性曲线的基础上建立了其非线性动态模型;以改善平均转矩,降低转矩脉动,提高电机效率为目标,提出了一种多指标同步优化开关角度的方法,建立了最优开通角、关断角与转速、负载转矩之间的函数关系;设计了基于可变开通角、关断角的驱动系统优化控制器;定义了均方根电流比例系数、转矩平顺度比例系数和等效功率比例系数3个概念,将多指标同步优化策略与平均转矩最优化策略进行了对比分析,分析及实验结果表明:利用多指标同步优化开关角度的方法建立的转矩优化控制器能很好地平衡平均转矩、转矩脉动和电机效率3个参数指标,达到了优化开关磁阻电机转矩动态特性的目的。     

电动车用开关磁阻电机转矩控制器设计与优化

电动汽车用开关磁阻电机转矩动态特性对电动汽车整车动力性能与乘坐舒适性能起着至关重要的作用。为了降低开关磁阻电机转矩脉动,提高其平均转矩,达到优化转矩动态特性的目的,在MATLAB/Simulink环境中建立了开关磁阻电机非线性动态模型;利用动态模型仿真数据确立了电机转矩动态性能与转速、关断角之间的函数关系;以降低转矩脉动,提高平均转矩为目标,建立了最优关断角与转速之间的函数关系;设计了基于可变关断角的转矩优化控制器。仿真结果表明,本文建立基于可变关断角的转矩优化控制器能很好地降低转矩脉动,提高平均转矩,达到了优化开关磁阻电机转矩动态特性的目的。     

电动汽车用开关磁阻电动机控制角度优化的研究

基于50 kW的开关磁阻电动机在电动汽车制动过程中能量回收最大化原则,通过Ansoft软件后处理功能,对参数开通角和关断角采用网格法进行优化,依据开通角和关断角与功率和能量回收率的对应变化曲线,得到对应不同转速下的最优开通角和关断角。这为电动汽车用开关磁阻电动机的控制策略提供了充足的理论依据。     

开关角对斜槽转子SRM稳态转矩的多目标优化

开关磁阻电机转子斜槽结构可有效减小电磁径向力,但会导致转矩特性变化。针对该问题,给出了线性模型下斜槽转子开关磁阻电机稳态转矩的解析方法,然后建立了四相8/6极开关磁阻电机模型,采用三维有限元仿真方法,计及端部漏磁,以电流开通角、关断角和转子斜槽角度为优化参数,以平均转矩变化量最小和转矩脉动最小为优化目标,基于正交试验法设计试验方案,通过极差和方差分析确定了相应参数的优组合,并将优化前后的转矩特性进行了比较,结果表明:小的斜槽角度对转矩特性的影响并不大,优化后电机的平均转矩相比优化前只变化了16.01%,但其转矩脉动下降了23.63%。     

一种12/8极单绕组BSRMWR的转矩脉动控制策略

无轴承开关磁阻电机(BSRM)由于其定、转子的双凸结构和脉冲式的电源供电方式,存在转矩脉动较大的问题,选择合适的开通角与关断角有望改善其转矩性能。针对宽转子齿无轴承开关磁阻电机(BSRMWR),提出了一种改善型控制算法。该算法通过分析换相时的绕组上升与下降电流,在保证悬浮力跟踪良好的前提下,调节换相时的开通角与关断角,以达到抑制其转矩脉动的目的。基于该电机磁阻的双相导通原理,建立转矩和悬浮力的数学模型,分析了该控制策略的基本原理,给出了其参数计算方法。仿真结果验证了该控制算法的可行性和有效性。     

基于转矩分配的开关磁阻电机转矩脉动抑制的研究

转矩脉动是开关磁阻电机亟待解决的问题和研究难点之一,其限制了速度控制性能和位置测量精度的进一步提升。基于转矩分配的开关磁阻电机转矩脉动抑制的理论研究已取得较大进步,但由于电机磁路的非线性,使得在实际应用中转矩很难准确反馈。本文根据电机的实际规格和尺寸,采用Maxwell3D计算出在不同转子位置和相电流下的转矩,建立了转矩-电流逆模型;通过合理地设置开通角、换相重叠角和关断角,简化了程序设计,抑制了反向制动转矩;进而根据转矩分配函数,采用电流闭环对转矩进行间接控制。仿真和实验结果证明了该方法可以有效地减小转矩脉动。     

起动/发电/助力减振一体化系统用开关磁阻电机起动转矩控制研究

分析了ISAD起动的基本原理,建立了ISAD起动的数学模型和基于Simulink环境的SR电机仿真模型.仿真了在不同开关角下的平均转矩,并得出产生反向扭矩的开关角大小,最后对最优开关角下的瞬时转矩进行了分析,得出开关磁阻电机起动电流小、起动转矩大的优点.系统符合汽车起动的要求.     

开关磁阻电动机开关角的在线最优控制

针对传统的开关磁阻电动机角度位置控制只是离线计算合适的开通关断角,或随着负载、转速的变化线性地改变开通关断角,提出了在稳态时使驱动系统的性能指标转矩／安培最优的开通关断角在线控制方案,详细了一种利用ＥＰＲＯＭ实现开关角控制的方法,给出了一些实验结果,证实了该在线调整方法的必要性和有效性。     

单转向两相开关磁阻电机控制

研究了单转向两相开关磁阻电机的控制方法。首先,根据被控电机的结构及参数提出了该电机的线性化模型,并给出了电感及转矩的计算公式;然后,研究了电机的起动控制方法,提出了基于电流分配函数的低速运行控制算法,设计了基于神经网络的关断角优化高速控制策略,并给出了神经网络的学习过程及样本训练数据的获取方法;最后,通过实验样机的测试,给出了起动、低速及高速运行时的电流波形,并通过不同关断角控制方案的效率测试,证明了设计的神经网络关断角优化控制策略在全转矩范围内具有效率优势。     

基于Ansoft/Maxwell 2D的开关磁阻电机起动性能仿真分析与实验研究

为了获得良好电机的起动性能,基于Ansoft/Maxwell 2D的仿真环境,建立了六相12/10极开关磁阻电机(SRM)有限元仿真模型;仿真分析了关断角、开通角对电机起动性能的影响,并进了实验验证.研究结果为SRM及其控制系统的设计和优化提供了重要依据,有一定参考意义.     

基于旋转坐标的开关磁阻电动机的速度控制

针对开关磁阻电动机的控制问题,将交流电动机控制中旋转参考坐标的理论引入开关磁阻电动机的速度控制之中。通过旋转参考坐标的变换和一定的处理,可以将开关磁阻电动机的电流参考值分解为相应的相绕组电流,从而实现电流的滞环控制。这种控制方法不仅不需要开关磁阻电动机的模型信息,同时也省略了开关角的计算,并且在不需要转矩脉动抑制措施的情况下就可以获得良好的转矩控制效果。最后,利用Matlab/Simulink给出了2种情况下的转速控制仿真结果,仿真结果表明了设计方法的正确性和有效性。     

微型电动汽车用开关磁阻电动机的设计与控制

针对微型电动汽车运行工况和驱动性能要求,设计了一种开关磁阻电动机,通过采用有限元对电机结构进行了设计、分析和优化,并构建了基于开关磁阻电动机的驱动控制系统.在控制策略上采用双闭环调速系统:速度环采用PI控制、电流环采用角位置控制与电流斩波控制相结合的方法,有效减小了电机的转矩脉动.理论建模仿真和样机实验表明,该电机在低压大电流的工作条件下,具有动态性能好、起动转矩大等优点,能满足微型电动汽车频繁起动、加速、爬坡等动力性能要求,在微型电动汽车中具有潜在的应用前景.