开关磁阻电动机转矩脉动抑制方法研究

研究了开关磁阻电动机的转矩分配函数控制法和直接转矩控制法,针对两种控制策略在开关磁阻电动机转矩脉动抑制中的应用进行了建模与仿真研究.结果表明,两种控制方法都能较好地抑制转矩脉动.而直接转矩控制技术能更有效地控制转矩,并更好地改善系统的动静态性能.     

开关磁阻电机转矩脉动的智能抑制研究

开关磁阻电机的转矩脉动是应用中的一个突出问题。该文对1台6／4极结构的开关磁阻电机在已获得矩角特性的基础上．应用自适应模糊神经网络（ANFIS）对其转矩逆模型进行离线学习。学习完成之后．根据转矩分配函数对各相转矩进行分配，利用模糊神经网络实时优化出期望转矩所需要的相电流波形，然后采用电流滞环跟踪此期望电流，从而实现电机的低转矩脉动控制。仿真结果证明了这种方法的有效性。     

基于自适应模糊神经网络的开关磁阻电机转矩脉动抑制

应用自适应模糊神经网络对开关磁阻电动机静态转矩逆模型进行离线学习，学习完成之后，根据转矩分配函数对各相转矩进行分配，利用模糊神经网络实时优化出期望转矩所需要的相电流波形，从而实现开关磁阻电机的低转矩脉动控制。     

An Improved Torque Sharing Function to Minimize Torque Ripple and Increase Average Torque for Switched Reluctance Motor Drives

Abstract—This article presents a novel torque ripple minimization approach based on the genetic algorithm (GA) for the switched reluctance motor (SRM) drives. The fitness function of the GA is designed on the basis of two main optimization criteria. The first optimization criteria; three objectives are defined to optimize commutation angles minimizing torque ripple and copper loss. The second optimization criteria; an objective is defined to eliminate the negative torque which decreases the average torque in SRM drives. The achievement of all objectives depends on the adjusting appropriate the commutation angles of the torque sharing functions (TSF) during the commutation period. All of conventional TSFs are dependent on three different commutation angles, namely turn-on, turn-off, and overlapping. Due to the nonlinear phase inductances of SRM, the delay of current rising and falling time are not unity in overlapping commutation region. To overcome the separation of the incoming and outgoing phase currents during the commutation region, rise angle, and fall angle are used instead of overlapping angle. GA is used to optimize the commutation angles of conventional (sinusoidal) TSF and improved (sinusoidal) TSF. At the same time, the elimination negative torque effects on torque ripple, average torque, and copper loss is investigated.     

开关磁阻电机直接转矩模糊逻辑控制系统设计

本文提出了一个用于抑制转矩脉动的开关磁阻电动机直接转矩模糊逻辑控制系统模型 ,在系统的设计中同时采用了三种方法使转矩脉动最小化 :(1 )直接转矩线性控制 ,用以获得迅速的直接转矩响应 ;(2 )相电流调制优化算法 ,用以获得最佳的相电流波形 ,保证各相绕组瞬时转矩之和为一恒定值 ;(3 )模糊逻辑控制器 ,对各相电流进行进一步调制 ,用以获得转矩的动态稳定。同时文中还介绍了该智能控制器的设计方法 ,并通过数字仿真证实了该设计不仅有效地抑制了转矩的脉动 ,而且具有期望的瞬态响应特性     

基于BUCK变换器的无刷直流电机转矩脉动抑制方法

分别对无刷直流电机(BLDCM)在传导区和换相区的转矩脉动进行全面的分析,提出在三相逆变桥入端加上前级BUCK变换器,通过单一直流母线电流的反馈闭环控制来抑制转矩脉动的方法.该方法在理论上彻底地消除了BLDCM在传导区内的转矩脉动,而且使得瞬间换向区间电流上升相与电流下降相的电流斜率平衡,从而有效地削弱了换相期间的转矩脉动.试验证明了此方法的有效性和可行性.     

基于间接转矩控制的无位置传感器开关磁阻电机转矩脉动抑制∗

针对无位置传感器开关磁阻电机全速范围内的转矩脉动较大问题,设计了一种间接转矩控制方法分别对高低速不同区间内的转矩脉动进行抑制.首先对于无位置传感器控制方法,建立了低速角度估算法和高速简化磁链法的不同控制模型,对于不同转速范围区间的优劣势构建全速范围内无位置传感器的控制.通过模型分析和公式推导得出影响转矩的因素,即限制电流幅值和调节开通角度等两种间接转矩的控制方法,在低速和高速不同的转速范围应用相应的电流斩波控制方法和角度位置控制方法来对转矩的波动进行抑制.仿真试验结果表明,该方法能够有效抑制无位置传感器开关磁阻电机不同转速区间的转矩脉动.     

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。     

减小小功率开关磁阻电机转矩脉动的迭代学习控制

优化开关磁阻电机的相电流波形来减小开关磁阻电机的转矩脉动是国内外学者争相研究的热点问题.本文基于开关磁阻电机的线性和非线性电感模型,在转矩反馈的基础上,提出了转矩补偿的迭代学习控制方法,通过迭代学习,调整各相绕组不同位置的电流给定值,优化开关磁阻电机的相电流波形.仿真研究证实了本文所提出的转矩补偿迭代学习控制方法具有精度高、收敛速度快的优点,从而有效减小了开关磁阻电机的转矩脉动.     

一种降低开关磁阻电机转矩脉动的新方法

本文在对开关磁阻电机非线性模型进行分析的基础上,建立了开关磁阻电机的调速控制系统,提出了一种转矩分配方案用于解决换相过程中转矩平滑过渡的问题,通过理论分析证明该方法能有效地抑制开关磁阻电机的转矩脉动,并通过对6/4极的三相开关磁阻电机的仿真分析验证了该方法的可行性.     

基于转矩矢量控制的开关磁阻电机转矩脉动控制

转矩脉动是开关磁阻电动机较为突出的缺点。文章基于电机的线性模型，提出了开关磁阻电动机转矩矢是控制策略，通过控制开关磁阻电动机各相绕组电流－位置曲线，在空间合成多个转矩矢量，以减小转矩脉动，仿真结果表明，这种控制策略不但控制简单，而且能够在低速下有效地抑制开关磁阻电动机转矩脉动。     

开关磁阻电机小波神经网络无位置传感器控制

提出了一种基于小波神经网络的开关磁阻电机无位置传感器控制新方法.该方法采用两个不同的小波神经网络分别获取相绕组换相逻辑的开通信号和关断信号,经过综合处理得到单相绕组的开关信号.神经网络以相绕组的电流和磁链为输入,以各相的开关信号为输出,从而建立起电流、磁链和开关信号的非线性映射.采用电机在有位置传感器运行条件下的样本对小波神经网络进行训练,训练完成后,用神经网络输出结果取代位置传感器换相信号,实现电机无位置传感器运行.仿真和实验结果表明,由神经网络获得的开关信号和由位置传感器获得的开关信号相比误差小,电机能够准确换相,且输出转矩波动小,转速曲线平滑,电机在无位置传感器下运行良好.     

基于自抗扰控制技术开关磁阻电机转矩脉动抑制研究

转矩脉动大小是衡量电机性能的一个重要指标。开关磁阻电机的双凸极结构使得其转矩脉动较为突出,为了有效抑制转矩脉动,在直接转矩控制的基础上,引入自抗扰控制技术,实时估计转矩扰动,并加以前馈补偿,得到精准的转矩参考值。分析表明,基于自抗扰控制技术的转矩控制技术从一定程度上降低了开关磁阻电机的转矩脉动,动态性能得到了较大的提高。     

减少仅使用一个电流传感器驱动BLDCM的换向转矩脉动

分析和研究了仅使用一个直流母线电流传感器驱动的无刷直流电机在换向过程中产生的转矩脉动的方法.对于这样的驱动,在高速和低速的情况下很难有效地抑制转矩脉动的产生.提出的补偿原理为:通过对占空比的控制使无刷直流电机在换相期间关断相的电流下降率和开通相的电流上升率相等.提出的控制策略能抑制转矩的突起和凹陷.仿真实验证明了这种方法的有效性.     

基于电流斩波的开关磁阻电机转矩脉动减小策略研究

开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor,SR电机)在起动和低速运行时通常采用电流斩波控制(CCC)方式,该控制方法具有简单直接、可控性好和开关损耗小的特点,但同时也存在转矩脉动较大的缺点。本文在传统的电流斩波控制方式基础上,设计了可以改变斩波限的滞环比较器,通过使电流波形优化来达到转矩脉动减小的目的。仿真结果证明了该方法的合理性、有效性,为实际SR电机电流斩波控制系统的设计和转矩脉动的减小提供了新的思路。     

减小开关磁阻电机转矩脉动的控制策略综述

转矩脉动抑制的研究是近年来开关磁阻电机研究领域的热点之一,电机结构参数的优化设计及合适控制策略的应用是抑制转矩脉动的主要方案.从控制的角度,对减小转矩脉动的各种控制策略的研究状况进行了总结,详细分析了典型控制策略的控制机理,对其优缺点进行了分析比较,并展望了减小开关磁阻电机转矩脉动控制策略的发展趋势.     

Unbalanced Magnetic Force Mitigation and Torque Ripple Reduction in Eccentric Switched Reluctance Motors Using Flux Leakages

Abstract—In this article, a comprehensive method is introduced to redress eccentricity fault consequences. Two main effects of eccentricity faults include considerable increase in unbalanced magnetic force and torque ripple. Dependency of unbalanced magnetic force and torque ripple on eccentricity fault level is shown, and the possibility of compensating them via controlling currents in facing poles is proved. These objectives are accomplished through a novel converter that controls currents in poles of every phase such that one pole is responsible for nullifying unbalanced magnetic force and the facing pole is in charge of torque ripple reducing. The control algorithm is analyzed in details and through finite-element method and MATLAB/Simulink (The MathWorks, Natick, Massachusetts, USA) is implemented on a 6/4 switched reluctance motor with 30% eccentricity fault level. The proposed strategy samples the flux leakage as the index both for occurrence and criterion for compensation of unbalanced magnetic force. The suggested method is designed such that there is no need to detect eccentricity fault direction, location, and type, which makes it cost effective and practical for a wide range of switched reluctance motors and applications.     

Topology Optimization of Rotor Pole in Switched Reluctance Motor for Minimum Torque Ripple

Torque ripple is a major problem for switched reluctance motors, which may cause undesirable vibration and acoustic noise, especially at low speed. This paper presents an optimal topology structure of rotor for 8/6 pole switched reluctance motor by using the level set method. The nonlinear ferromagnetic material boundary of rotor pole is implicitly represented through an embedded level set function. This method is applied to obtaining the optimal distributions of material in the design domain for minimizing torque ripple and maximizing average torque. In the optimization objective function, the reluctivity of ferromagnetic material is selected as the design variable. The normal velocity is derived from sensitivity analysis, where the adjoint variable method is utilized. Two-dimensional finite element method is employed to calculate the electromagnetic parameters of this electric machine. Analysis results obtained from the transient simulation of electromagnetic field coupled with control circuit show that the torque ripple is reduced effectively by using the optimized rotor structure.     

抑制开关磁阻电动机转矩波动控制方法综述

开关磁阻电动机较大的振动噪声和转矩波动问题制约了其应用。为此通过总结国内外开关磁阻电动机抑制转矩波动控制技术相关文献,分类综述了降低开关磁阻电动机转矩波动的控制策略,分析和介绍了各控制策略的优缺点。     

基于分段式TSF的开关磁阻电机转矩脉动抑制技术

开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor,SRM)的双凸极结构导致其运行时产生很强的转矩脉动,采用传统型转矩分配函数(Torque Sharing Function,TSF)时,电流峰值过高,铜耗过大,导致电机效率低,转矩脉动抑制效果不理想。针对这一问题,本文提出了新型分段式TSF,并以转矩脉动系数和电流变化率作为优化目标,利用遗传算法的全局寻优能力,对所提出的新型TSF中的变量参数进行优化,得到最优的TSF曲线及表达式,从而降低转矩脉动。仿真结果表明,本文所提出的新型TSF能够有效降低转矩脉动,同时降低电流峰值,减小铜耗,提高效率。