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摘要:开关磁阻电机(简称SR电机),是继直流电机、交流电机之后,近几十年以来电机中的后起之秀,它具有结构简单坚固、价格低廉、性价比高、系统可靠性高、调速范围宽等优点,但是由于SR电机有较强的转矩脉动,导致SR电机应用范围受到限制,本文研究的方向就是抑制SR电机的转矩脉动。 在分析了开关磁阻电机的工作原理和数学模型后,明确了SR电机产生转矩脉动的原因,为降低开关磁阻电机的转矩脉动,本文从两方面入手。一是从电机的本体结构上着手,设计了一台,的SR电机,并利用电磁仿真软件Ansoft对设计的样机进行全面的仿真,并通过优化电机气隙和定转子极弧有效降低SR电机的转矩脉动。二是在分析比较了各种现存的控制策略基础上,确定了基于转矩补偿的直接转矩控制策略,采用一种双闭环系统来抑制转矩脉动,并通过matlab进行建模仿真,验证了该控制策略能够更好的抑制SR电机的转矩脉动。 关键词:开关磁阻电机、转矩脉动、电机结构设计、转矩补偿、直接转矩
目录 摘要 Abstract 第一章绪论-1 1.1课题研究的背景、目的、意义-1 1.2SR电机的发展及研究现状-1 1.3SR电机的优势与劣势-2 1.4低转矩脉动的SR电机的研究状况-2 1.5本文研究的基本内容-3 第二章开关磁阻电机的理论分析-5 2.1SR电机的基本结构-5 2.2SR电机的基本原理-5 2.3SR电机的基本方程-6 2.3.1电路方程-6 2.3.2运动方程-7 2.3.3机电联系方程-7 2.4SR电机的数学模型-8 2.5本章小结-9 第三章 低转矩脉动开关磁阻电机的设计-10 3.1SR电机的设计-10 3.1.1SR电机的额定参数-10 3.1.2其他参数的确定-10 3.2SR样机仿真分析-15 3.2.1 RMxprt仿真分析-15 3.2.2SR样机在静磁场中的仿真-16 3.2.3SR电机在二维瞬态场中的仿真-18 3.3SR电机的结构参数优化-19 3.3.1气隙的优化-19 3.3.2定转子极弧的优化-21 3.4本章小结-24 第四章抑制SR电机转矩脉动的控制策略-25 4.1转矩脉动产生的原因-25 4.2开关磁阻电机控制策略-25 4.2.1 传统的控制策略-25 4.2.2 新型控制策略-28 4.3分析策略、选择方案-30 4.4基于转矩补偿的直接转矩控制系统的整体设计-31 4.4.1转速调节器的设计-31 4.4.2转矩补偿单元的设计-32 4.4.3转矩滞环控制器的设计-34 4.5仿真研究及结果分析-35 4.5.1 仿真模型搭建-35 4.5.2 仿真结果比较分析-36 4.6 本章小结-36 第五章总结与展望-38 5.1 本文主要研究成果总结-38 5.2 课题展望-38 致谢-43 |