状态下微型电动汽车用开关磁阻电动机的设计与控制（完整版）实用资料(可以直接使用，可编辑完整版实用资料，欢迎下载）低压大电流状态下微型电动汽车用开关磁阻电动机的设计与控制的可靠运行,一般在低速时采用电流斩波控制的运行方式,在高速时采用角度位置控制的运行方式,下面主要介绍这两种运行方式下的特点。1.电流斩波控制方式电机低速运行时,为防止因电流过大而损坏功率开关元件和电机,必须采用限流措施,如图2.3、2.4所示。由图2.3知,眈。和眈分别是触发角和关断角,其值可以固定也可以改变;L眈与k。分别是电流斩波控制的电流上下限的值,控制器在电流达到上限值时,关断主开关器件,并在电流减小到下限值时重新开通主开关器件,通过改变电流上下限值来调节SRM输出转矩,同时实现速度的闭环控制。由图2.4知,此图表示的是触发角为零度、关断角为30度时,不同的电流值下,电机的输出的机械特性,由此可以看出当电机角速度固定不变时,电流值越大,其输出转矩也相应的越大;当电流值一定时,不同的角速度对输出转矩的变化影响不大。图2.3运行时磁链和电流波形/_、莛乏、-一、h204万12万20万Dl(radJ一1图2.4CCC控制下r=/(Q特性Fig.2.3FluxandcurrentwaveformsduringthenmningFig.2.4T=厂(QCharacteristicsundertheCCCcontrol2.角度位置控制方式为了提高输出转矩,使转矩不随转速Q以平方关系下降,在外施电压不变的情况下,只有通过调整触发角与关断角来改变转矩的运行方式,即为角度位置控制方式。如图2.5所示,此图为8/6极7.5KW的SRM的转矩与触发角、关断角的14低压大电流状态下微型电动汽车用开关磁阻电动机的设计与控制这种滑动的转子结构来减少转矩脉动。弗罗里达州立大学的FletcherFlemingt521,提出粒子群优化方法控制转矩脉动,鉴于耦合因素的考虑,通过优化相电流减小铜耗达到给定转矩,来实现减小转矩脉动的目标。此J'l-Dn拿大的DongyunLu提出神经网络的方法来实现转矩脉动的减小【531,即采用前馈反向传播神经网络的直接逆控制,以减少在低速时的转矩脉动,其控制方式较为简单,易于实现,动作速度快。上述减小转矩脉动的方法或策略,可以概括为两个方面,一是通过改变电机结构来实现,另一个是采用不同的控制策略,改变某一或多个参数变量,进而达到减小转矩脉动的目的。3.3SRM开关角的优化和性能分析ANSOFT是基于电磁场方面的仿真分析,能对开关磁阻电动机的性能进行初步分析,虽然含有外电路模块,但就控制策略方面具有很大的局限性。若开关磁阻电动机采用非线性电路和非线性控制策略的话,难以用传统的电机理论和方法描述并计算其系统,目前分析开关磁阻电动机驱动系统主要采用准线性模型、线性模型和非线性仿真方法三种。MATLAB/Simulink含有SRM模块,控制方式比较灵活,因此本章将利用MATLAB/Simulink建立开关磁阻电动机线性模型,对其控制系统进行仿真分析,以选择优化的开关角来减小在运行时的转矩脉动。3.3.1基于MATLAB的SRM驱动控制系统的建模‘_’对开关磁阻电动机及其控制系统进行建模和仿真是验证电机性能的一种手段,是系统前期设计的有效途径之一,同时也是验证控制策略正确与否的一个重要方法。MATLAB是专门为计算机解决数学问题的一种软件,已成为目前科学计算和系统仿真普遍使用的软件工具。Simulink是MATLAB软件中的一个模块,它能够对微分方程进行求解,还可以提供各种可用于控制系统仿真的模块,支持控制系统仿真,尤其还能提供各种工程中使用的电机系统、通信系统等模块集;Simulink具有十分强大的功能,可利用本身或模块集对任意复杂系统进行仿真,使用起来简单方便,它使得动态系统仿真的实现非常方便,对系统的随机因素和非线性因素的研究十分直观[54-56】。SRM的驱动仿真系统如图3.3所示。由图3.3知驱动系统模型主要包括:功率变换器模块,速度PI调节模块,江苏大学硕士学位论文的变化较小。可见通过优化开通与关断角,能达到减小电机的转矩脉动目的。3.4本章小结本章首先从理论上详细分析了转矩脉动产生的原因,叙述了目前国外常用的控制转矩脉动减小的策略,并构建了开关磁阻电动机驱动控制系统,对开关角度进行优化和仿真,仿真结果表明采用优化的开关角度能够减小转矩的脉动,达到预期的效果。39低压大电流状态下微型电动汽车用开关磁阻电动机的设计与控制压的一半,因此仅适用于相数为4的整数倍的开关磁阻电动机,控制不够灵活。一般广泛应用在要求不高的调速领域中。(aH桥式功率变换器电路Fig.(aCircuitoftheH