低轉(zhuǎn)矩脈動開關磁阻電機控制方法.pdf

1、開關磁阻電機（SRM）結(jié)構(gòu)簡單堅固、啟動電流小、容錯運行能力強、控制手段靈活、性價比高，近些年受到了廣泛關注，且已應用于礦山開采、石油開采、電動車驅(qū)動和家電等諸多工業(yè)領域。由于SRM的雙凸極結(jié)構(gòu)以及磁鏈的飽和非線性特性，使得電機運行時產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)矩脈動和噪聲，制約了開關磁阻電機在工業(yè)領域的進一步推廣應用。如何有效的減小轉(zhuǎn)矩脈動已逐漸成為開關磁阻電機領域的研究熱點之一。本文提出了一種轉(zhuǎn)矩分配函數(shù)在線補償修正的轉(zhuǎn)矩脈動優(yōu)化控制策略，旨在減小

2、SRM運行時的轉(zhuǎn)矩脈動。
　　本文首先介紹了國內(nèi)外在開關磁阻電機轉(zhuǎn)矩脈動優(yōu)化方面的研究現(xiàn)狀，以及SRM的基本工作原理、數(shù)學方程，然后給出了磁鏈、轉(zhuǎn)矩建模方法并對本文所用開關磁阻電機進行建模。
　　之后，本文介紹了開關磁阻電機基本控制方式、運行特性以及四個傳統(tǒng)轉(zhuǎn)矩分配函數(shù)并給出了其評價準則。在給出的轉(zhuǎn)矩分配函數(shù)評價準則基礎上，對比了四個傳統(tǒng)轉(zhuǎn)矩分配函數(shù)的轉(zhuǎn)矩、電流、磁鏈、磁鏈變化率波形以及損耗水平。接著對開通角、重疊角、期望轉(zhuǎn)

3、矩對轉(zhuǎn)矩分配函數(shù)的磁鏈變化率和損耗的影響進行了離線分析。
　　再次，開通角、重疊角、期望轉(zhuǎn)矩對轉(zhuǎn)矩分配函數(shù)的影響較大，且不同運行工況下具有不同的最佳開關角。然而離線對開關角進行尋優(yōu)時難以直接確定轉(zhuǎn)矩脈動，因此通常使用磁鏈變化率作為間接評價手段。本文利用差分進化算法的優(yōu)秀尋優(yōu)能力，將其應用到轉(zhuǎn)矩分配函數(shù)開關角在線尋優(yōu)過程中，直接將轉(zhuǎn)矩脈動作為優(yōu)化目標來確定最佳開關角。轉(zhuǎn)矩分配函數(shù)的轉(zhuǎn)矩脈動優(yōu)化效果取決于其逼近當前運行工況下的理想轉(zhuǎn)矩

4、分配指令波形的程度，本文引入實時轉(zhuǎn)矩反饋信號，構(gòu)建了轉(zhuǎn)矩分配函數(shù)在線補償?shù)目刂品椒?，進一步逼近理想轉(zhuǎn)矩分配指令波形，從而減小轉(zhuǎn)矩脈動。通過搭建的MATLAB/Simulink仿真平臺對基于差分進化算法的轉(zhuǎn)矩分配函數(shù)開關角在線尋優(yōu)過程進行了驗證，并對四種傳統(tǒng)轉(zhuǎn)矩分配函數(shù)在轉(zhuǎn)矩指令波形在線補償修正前后的轉(zhuǎn)矩脈動進行了對比分析，接著對負載轉(zhuǎn)矩、開通角、重疊角、轉(zhuǎn)速對傳統(tǒng)轉(zhuǎn)矩分配函數(shù)控制方法以及轉(zhuǎn)矩分配函數(shù)在線補償控制方法的影響進行了對比研究。