开关磁阻电机调速系统设计与研究报告及matlab仿真

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1、-.---摘要开关磁阻电动机(SwitchedReluctanceMotor，简称SRM)调速系统(SwitchedReluctanceMotorDrive，简称SRD)是一种新型的调速系统。因其结构简单，鲁棒性好，启动转矩大及调速范围宽等特点，日益受到国内外学者的关注.本文着重描述了开关磁阻电动机的非线性数学模型，并通过MATLAB仿真对调速系统进行了仿真，结果表明数学模型与仿真结果基本吻合。关键词：开关磁阻电动机；调速系统；数学模型；MATLAB仿真.---ABSTRACTSwitchedReluctanceMotorDriveisanewadjustable-

2、speedmotorsystem.Itsstructureissimple,SRDhasrobustverywell.Itsstartingtorqueandawiderangeofcharacteristicsofspeed,increasingtheconcernofscholarsathomeandabroad.ThisarticlefocusesontheSRMnonlinearmathematicalmodel,andthespeedregulationsystemwasstudiedthroughMATLAB,Theresultsshowthatmath

3、ematicalmodelsandsimulationbasicallyconsistentwiththeresults.Keywords:switchedreluctancemotordrive；SpeedControlSystemmathematicmodel；MATLABsimulation.---目录摘要IABSTRACTII1.1开关磁阻电机调速系统的历史及发展现状11.2开关磁阻电机调速系统概述21.2.1开关磁阻电机的基本结构和原理21.2.2SRD系统的组成51.2.3SRD系统的特点和优点61.3开关磁阻电机调速系统的研究和发展方向71.4本设计要

4、做的工作8第二章SR电机数学模型的建立92.1SR电机的模型92.1.1建立模型常用的方法92.1.2SR电机的方程102.2SR电机系统的线性分析122.2.1电感与转子位置角的关系分析122.2.2基于线性模型的绕组电流分析142.3电磁转矩的分析182.4转速的控制182.5基于非线性电感特性的SR电机的数学模型192.5.1绕组非线性电感特性研究192.5.2SR电机的非线性数学模型20第三章SRD系统的控制策略243.1开关磁阻电机主要的几种控制方式243.1.1角度位置控制243.1.2电流斩波控制253.1.3电压PWM控制263.2本系统控制方式的确

5、定273.3SR电动机起动过程分析28.---3.3.1单相起动方式283.3.2双相起动方式293.4SR电动机运行噪声分析30第4章开关磁阻电机调速系统MATLAB/SIMULINK仿真324.1仿真软件MATLAB简介324.2SRD调速控制策略的研究344.2.1SR电机的运行特性344.2.2控制策略354.3SRD的仿真研究374.3.1逆变器模型374.3.2SR电机模型374.3.3SRD系统模型384.3.4电流控制器模型394.3.5角度控制模型404.3.6仿真结果与分析41结束语44致谢45参考文献46.---第1章绪论开关磁阻电机调速系统简

6、称SRD(SwitchedReluctanceMotorDrive)系统，它是继变频调速、无换向器电动机调速系统之后，于80年代中期发展起来的新型交流调速系统。该系统是将新的电动机结构—开关型磁阻电动机(SwitchedReluctanceMotor，简称SRM)与现代电力电子技术、控制技术合为一体，兼有异步电动机变频调速系统和直流电动机调速系统的优点，已成为当代电气传动的热门课题之一。1.1开关磁阻电机调速系统的历史及发展现状磁阻电机约诞生于一个半世纪前，1842年，英国的Aberdeen和Davidson构建了SR电动机的雏形，但因电路中没有释放回馈能量的续流二

7、极管，造成电路的断开伴有周期性电火花；另外由于使用的是机械开关，因此控制精度不够，电动机的运行特性很差，导致这种雏型的诞生直到功率电子开关器件问世前的100多年间，人们一直没有太大的兴趣来研究。上世纪50年代末晶闸管的出现，70年代后各种高速、全控型开关器件的先后问世，带来了电力电子技术的蓬勃发展，大功率晶闸管的投入使用，为SR电动机的研究和发展奠定了重要的基础。1967年，英国Leeds大学开始对SR电动机进行深入的研究，得出SR电动机可在单向电流下四象限运行的结论，且电动机成本亦明显低于同容量的异步电动机；1973年，英国Nottingham大学也开始对SR