86极单绕组磁悬浮开关磁阻电机的关键参数优化与控制

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1、分类号!丛352UDC鱼21：墨密级公五编号!Q2窆窆墨!!Q2Q2§@江薛大擎硕士学位论文8／6极单绕组磁悬浮开关磁阻电机的关键参数优化与控制KeyParameteroptimizationandControlof8／6Sin寸e-windillgBearinglessSwitchedl沁luctanceMotors指导教师蕉型二箍副塾援作者姓名旦滔申请学位级别亟±学科(专业)皇左电王皇皇左佳塾论文提交日期2Q!垒生垒旦论文答辩日期2Q!垒生鱼旦学位授予单位和日期一一一堑菱盍堂2Q!垒生鱼旦答辩委员会主席杨建宁评阅人二O一四年五月学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学

2、校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权江苏大学可以将本学位论文的全部内容或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于保密口，在年解密后适用本授权书。不保密_。学位论文作者签名：g滔2014年舌月、＼日指导教师签名：妊j、钵2014年‘月l『日独创性申明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容以外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重

3、要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：g溯力、IV日期：矽眸白月I＼日江苏大学硕士学位论文摘要磁悬浮开关磁阻电机将无轴承技术与开关磁阻电机结合起来，具有低损耗，轴向利用率高，临界转速大等优点，在飞轮储能、航空航天等领域拥有广阔的应用前景。经过多年研究，国内外学者相继提出了多种结构的磁悬浮开关磁阻电机，其中8／6极单绕组磁悬浮开关磁阻电机的结构最为简单，但电机在运行时需要同时导通相邻绕组，增加了数学建模和驱动控制的难度。因此，本文针对8／6极单绕组磁悬浮开关磁阻电机的运行原理、数学模型、本体设计和控制系统设计进行

4、了研究，本文主要的研究工作如下：(1)研究了8／6极单绕组磁悬浮开关磁阻电机的运行原理，为克服因相邻气隙的磁导表达式不同而引起的建模困难，提出基于辅助函数和查表法的建模方法，建立了径向力和转矩的数学模型。用有限元分析验证数学模型的准确性，为电机参数优化和控制策略的进一步研究提供了理论基础。(2)针对8／6极单绕组磁悬浮开关磁阻电机的本体设计，分析了各参数和绕组结构的设计方法，推导了主体尺寸计算公式，用有限元的方法对电机的主要参数进行了单变量分析，根据各参数对转矩，径向力和互感的影响找出需要优化的关键参数。(3)运用粒子群算法对8／6极单绕组磁悬浮开关磁阻电机关键参数进行优化，以

5、径向力和转矩最大、互感最小为优化目标，设计了电机参数的优化流程，用有限元分析验证了优化结果的可靠性。(4)将绕组电流进行差动等效，并计算出电流的转矩分量和悬浮分量。设计了8／6极单绕组BsRM的控制系统，并基于Matlab／Simulillk平台进行了仿真，验证了控制方法的可行性。构建了以DSP与FPGA为核心的8／6极单绕组BSRM数字控制系统，设计了功率变换电路，信号检测、保护电路以及硬件接口电路等硬件模块。关键词：8／6极单绕组磁悬浮开关磁阻电机，数学建模，参数优化，有限元分析，控制系统8／6极单绕组磁悬浮开关磁阻电机的关键参数优化与控制II江苏大学硕士学位论文ABSTR

6、ACTBe痂gleSss而tchedreluctancemotors(BSRMsforshon)combines耐tchedreluctancemotorsw池thebeadnglesstecllIlology，andhaVetheadVantagessuchaS10w10ss，highaxialutil注ationandhigll嘶ticalSpeed，whjchmal(eBSRMscanbe耐delyappliedintllefiddssuchaSn”儿eeleneI：夥storageandaerospace．AReryearsofresearch．，V撕ousBSRMsw

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