基于有限元分析的开关磁阻电机调速研究

摘要：本文针对开关磁阻电机定、转子磁极存在显著的端部效应、轴边缘效应和高度的局部饱和特点,采用二维和三维电磁场有限元分析,对开关磁阻电机的磁场分布、静态特性等进行了大量的计算,通过仿真的结果,得出了开关磁阻电机在几个典型转子位置下的磁场分布图、绘制出了开关磁阻电机的磁化曲线族,建立了磁阻电机非线性模型,依据非线性模型构建开关磁阻电机调速系统,采用高速变角度电压斩波控制和低速定角度电流斩波的控制方法,仿真得出好的调速效果。最后,通过样机实验验证了有限元分析数据的合理性及非线性模型的正确性。     

开关磁阻电机滑模变结构控制器的设计

基于开关磁阻电机线性化模型,将开关磁阻电机调速系统分为转速、电流两个子系统进行滑模变结构控制。仿真结果证明：与常规控制策略相比,滑模变结构控制不仅改善了开关磁阻电机的动态性能,而且对开关磁阻电机固有的低速转矩脉动具有一定的抑制作用。     

关于开关磁阻电机调速系统的软件架构设计

随着电力电子技术、微电子技术和控制理论的迅猛发展,开关磁阻电动调速系统得到了快速的发展,正逐步从理论研究走向行业应用。目前主要采用交流调速系统和直流有刷调速系统。这两种调速系统都存在制造成本高、效率低等问题,并且仍然没有合适的解决方法。开关磁阻电机调速系统凭借自身高速高效、稳定可靠、过载能力强等特点,有望弥补升降设备现有调速系统的不足,在升降设备中取得良好的应用。该文首先阐述了开关磁阻电机工作原理,然后具体介绍了开关磁阻电机的软件架构,根据电机的实际磁链数据,在Matlab/Simulink仿真环境下建立了开关磁阻电机的仿真系统,针对电机重载启动、最佳开通区间运行以及制动运行等工作状态做了仿真。     

基于Matlab/Simulink的开关磁阻电机调速系统的仿真研究

以最新的Matlab/Simulink软件提供的开关磁阻电机模型为基础,构建起两种采用典型功率变换器的开关磁阻电机调速系统,并在Simulink环境下进行仿真。     

开关磁阻电机调速系统控制器的研究

介绍了开关磁阻电机调速系统及各运行状态的控制。在分析开关磁阻电机运行原理、调速特性和控制方法的基础上,提出了PWM斩波与角度控制相结合的控制策略。本系统以8/6极,四相3kW开关磁阻电机为研究对象,进行基于DSP的控制器的分析并进行实验。实验结果说明该调速系统有较好的动态性能。     

开关磁阻电机调速系统发展动向

开关磁阻电动机调速系统是20世纪80年代中期兴起的一种新型调速系统，介绍了开关磁阻电机调速系统的发展概况、系统构成和特点，分析了开关磁阻电机调速系统的研究动向和技术。介绍了国内外在此领域内的研究成果，展望了开关磁阻电机调速系统的发展趋势与应用前景。     

一种4/2极开关磁阻电机非线性建模与仿真

提出一种4/2极开关磁阻电机的数学建模与仿真,通过对开关磁阻电机的电动方程、机械运动方程等分析研究,应用PID控制方法以及借助Simulink中的LUT预失真模块,构建了一个完整的4/2极开关磁阻电机的仿真模型.这种仿真模型即避免了开关磁阻电机线性仿真不精确的缺点,又具有非线性开关磁阻电机的仿真速度快,结果精确的优点.同时PID控制器使得4/2极开关磁阻电机启动及运行更平滑.     

基于DSP的开关磁阻电机速度控制器的设计研究

把数字信号处理器DSP应用于开关磁阻电机调速系统SRD中,该系统利用DSP高速采样及高速运算的特点,用脉冲宽度调节PWM技术的控制方法实现了速度闭环控制.主要研究通过位置反馈实现闭环速度控制;采用TMS320LF2407芯片作为控制芯片,组成具有人机交互接口的硬件电路;采用模块化编程的方法编写了控制算法和接口电路的程序,从而实现了开关磁阻电机SRM的全数字化控制.     

开关磁阻电动压砖机的系统能耗仿真

以开关磁阻压砖机的系统能耗为研究目标,研究开关磁阻压砖机的整体结构及打击方式,利用开关磁阻电机直接转矩控制驱动压砖机。分析打击过程能量分配及去向,提出能耗计算公式,分析打击过程五个阶段,提供加速度公式。结合MATLAB/Simulink软件,建立开关磁阻压砖机能耗仿真模型,仿真模拟电能耗电量和打击过程能耗波形。将仿真结果与数字功率计采集数据作比较,结果显示仿真效果明显。能耗仿真模型能有效实现开关磁阻压砖机打击能耗仿真控制,实现能源智能化管理。     

基于SRD的升降横移式立体车库运行可行性分析

针对现有立体车库运行效率不佳这一现状，对比分析变频调速与开关磁阻电机调速系统（SRD）的调速性能，提出在升降横移式立体车库中应用SRD，并以4 kW开关磁阻电机（SRM）为例，将现有立体车库运行速度提升1．5倍，利用Matlab Simulink进行仿真。仿真结果表明电机响应时间快，调速性能好，符合立体车库发展趋势。根据仿真结果指出，在后期工作中应注意电机控制策略的优化，减少转矩波动，使车库在实际运行中更加快速平稳。     

路面和开关磁阻电机作用下电动汽车振动分析

为了分析开关磁电机驱动电动汽车振动性能,基于前轮和后轮路面激励的时间相关性,应用滤波白噪声法描述前轮和后轮路面激励,基于线性模型描述开关磁阻电机垂向激励,采用六自由度汽车振动平面系统描述轮毂电机驱动电动汽车振动.在城市行驶工况的B级路面和车速范围内,对路面和开关磁阻电机作用下电动汽车振动性能进行了研究.研究结果表明,在前轮和后轮电机存在同向偏心的情况下,低速对车轮加速度和车轮动载荷影响大,高速对座椅加速度和悬架动挠度影响大.     

开关磁阻电动机转矩算法研究

针对开关磁阻电动机在传统控制方式下转矩出现严重波动的问题,提出了控制开关磁阻电动机的直接转矩算法,通过查询开关表选取合适的电压矢量来控制磁链大小和方向,把转矩作为直接控制量。首先,从直接转矩算法理论出发,基于Matlab/Simulink平台分别设计了直接转矩控制和电流斩波控制下的系统仿真模型;其次,在开关磁阻电动机模型和电动机负载一致的情况下,将直接转矩算法仿真结果与电流斩波算法比较;最后,通过硬件实验平台验证直接转矩算法的可行性。该研究表明,直接转矩控制下转矩脉动可以得到良好的抑制,拓宽了开关磁阻电动机的应用领域。     

基于Matlab的开关磁阻电机控制系统仿真建模新方法

在分析开关磁阻电机(SRM)数学模型的基础上,利用C语言编写S-函数,提出了SRM控制系统仿真建模的新方法.在Matlab/Simulink中,构造C MEX S-函数的三类简化结构,建立独立的功能模块,如电机本体模块、速度控制模块、电流滞环控制模块等,通过功能模块的有机整合,搭建SRM控制系统快速高效的仿真模型.系统采用双闭环控制:速度环采用PI控制,电流环采用角位置控制(APC)与电流斩波控制(CCC)相结合的方法,保证了SRM在低速或高速运行时都可获得满意的性能.仿真结果证明了采用C MEX S-函数方式仿真建模的快速性和有效性.     

基于Matlab的开关磁阻电动机驱动系统非线性建模仿真

在分析开关磁阻电动机数学模型的基础上 ,借助于Matlab/Simulink建立了电流滞环控制、功率变换器、转子位置角计算等模块 ,将这些模块有机结合 ,搭建出了电流斩波控制方式下的开关磁阻电机驱动系统的非线性仿真模型 .据此模型 ,针对一台四相 8/6结构样机进行了仿真 ,仿真结果证明了该模型的有效性 .该模型为分析和设计SRM控制系统提供了一种有效的工具 .     

开关磁阻电机的样条函数仿真

提出一种用于开关磁阻电机非线性仿真的新方法－样条函数仿真法。该方法利用样条函数对开关磁阻电机的磁路参数进行插值拟合，以便对开关磁阻电机的电流和转矩波形进行计算，结果表明，该法所需数据输入量少，精度高。     

一种新型车用开关磁阻起动/发电一体机系统

介绍了一种新型的汽车用开关磁阻电机起动／发电一体化系统，该系统可取代传统汽车中的分体式起动机和发电机．介绍了开关磁阻电机工作在各种状态的原理，以及相应的控制算法．采用一台1 kW6／4结构开关磁阻电机作为试验样机，以TMs320F240型DSP和EPM7128S型CPLD构成数字控制器，可实现汽车的起动、发电等功能一体化．在控制策略上，起动时以获得足够大的电磁转矩为优化目标，发电时则根据蓄电池的荷电情况自动选择恒流充电、恒压充电和浮充电．对系统进行了计算机仿真和试验研究，结果验证了硬件设计和控制策略的可行性和有效性．     

基于80C196KC开关磁阻发电机控制系统的设计

分析了开关磁阻发电机的发电机理,设计了一套基于80C196KC的数模混合控制系统,系统采用角度位置控制方式,实行电流内环?电压外环双闭环控制.仿真研究表明,该控制系统能实现在宽广速度范围内实现高效发电的目标,当负载发生突变时发电机具有良好的动态特性,缺相故障运行时,具有较好的容错运行能力.     

采用80C196KC的开关磁阻电动机模糊-PID控制器

针对开关磁阻电动机调速系统的非线性特性，设计了模糊－PID控制器，首先建立了小信号模型下采用的PID控制器；当系统大范围调速时，采用动态特性优异的模糊控制器实现调速，采用80C196KC设计了控制器硬件和软件程序，实验表明，系统调速性能良好。