开关磁阻电机直接转矩控制调速系统研究

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1、西安科技大学硕士学位论文开关磁阻电机直接转矩控制调速系统研究专业名称：电力电子与电力传动作者姓名：胡春龙指导教师：王勉华论文题目：开关磁阻电机直接转矩控制调速系统研究专业：电力电子与电力传动硕士生：胡春龙（签名）指导教师：王勉华（签名）摘要开关磁阻电机（SRM）控制灵活、自身结构较为简易，有着很大发展潜力，因而越来越受到国内外学者的关注，但目前SRM的应用并没有得到推广，这是因为开关形式的供电和双凸极结构导致其在控制上具有较大的转矩脉动和噪声问题。本文从改善电机的调速性能出发，分别从控制策略和结构上对开关磁阻电机控制效果进行了优化。文中在分析了SRM运行原理的

2、基础上，通过推导SRM的基本数学方程，分别得到SRM的磁链和转矩公式，在控制策略上采用直接转矩控制（DTC）将转矩和磁链限制在了一定的滞环范围内，在结构上选取了四相SRM和五相SRM为控制对象进行对比，分别推导出了符合四相SRM和五相SRM直接转矩控制的开关表。在MATLAB/Simulink仿真环境中搭建了五相SRM直接转矩控制调速系统模型。通过仿真实验对比发现，稳态时四相SRM的控制电流较大，为了优化该问题，对四相SRM直接转矩控制又进行了改进，引入了变磁链的控制方法，这样在一定程度上提高了电机的效率。虽然五相SRM能从结构上改善转矩脉动问题，但相数的增加势必导致其内部的非线性更

3、为严重，控制更加困难。所以文中在五相SRM直接转矩控制中又引入了BP神经网络PID控制（BP-PID），利用其自学习自组织能力，将其与常规PI复合作为速度调节器，它们之间的切换是依据转速误差限来实现的。为了提高系统的快速性，在常规PI控制中又引入了变参数控制法，PI参数的改变区别于传统的转速误差限，而是通过负载转矩误差限来实现PI参数的改变的。本文最后设计了SRM调速系统的整体实现方案，在硬件电路上以TMS320F2812为主控制器，设计了相关硬件电路和软件流程图，对电路进行了测试，并通过软件调试实现了两相启动下的电流斩波控制和PWM调制控制。关键词：开关磁阻电机；直接转矩控制；变磁

4、链；神经网络；PID研究类型：应用研究Subject：TheResearchofDirectTorqueControlSpeedAdjustingSystemforSwitchedReluctanceMotorSpecialty：PowerElectronicandPowerDriverName：HuChunlongi(Signature)Instructor：WangMianhua(Signature)ABSTRACTSwitchedReluctanceMotor(SRM)hasgreatpotentialfordevelopmentwiththecontrolflexiblean

5、dsimplestructure.Thusmoreandmorescholarspayattentionforit.ButtheSRMapplicationhasnotbeenpromoted,itisbecausetheswitchintheformofelectricityanddoublysalientstructurewhichhasledtoalargetorquerippleandnoiseproblemsinthecontrol.Inthispaper,toimprovethespeedperformanceofthemotor,theswitchedreluctanc

6、emotorcontrolperformanceisoptimizedfromthecontrolstrategyandstructure.OntheanalysisofSRMoperationprinciple,theSRMfluxandtorqueequationisdeducedthroughthederivationofthebasicmathematicalequationsofSRM.Inthecontrolstrategy,thetorqueandfluxislimitedinahysteresisloopthoughtdirecttorquecontrol(DTC).

7、Inthestructure,thefour-phaseSRMandfive-phaseSRMisselectedtocomparison.Thantheswitchtableoffive-phaseSRMandfour-phaseSRMisdeducedondirecttorquecontrol.Afive-phaseSRMdirecttorquespeedcontrolsystemmodelisbuiltinMATLAB/Simulinksimulat