开关磁阻电机转矩脉动与铜耗最小化控制研究.pdf

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1、第19卷第7期电机与控制学报V01．19No．72015年7月ElectriCMachinesandControlJuly2015开关磁阻电机转矩脉动与铜耗最小化控制研究王喜莲，许振亮，王翠(北京交通大学电气工程学院，北京100044)摘要：针对开关磁阻电机(switchedreluctancemotor，SRM)的双凸极结构导致其运行时产生很强的转矩脉动现象，根据SRM非饱和特性下电感与角度关系曲线，提出一种基于指数函数的SRM转矩脉动与铜耗最小化转矩分配综合控制方法，该方法综合转矩计算式和查表法将参考转矩直接转化为参考电流，避免了对转矩的测量。与正弦转矩分配控制进行

2、比较分析，在电机工作效率方面验证了该控制系统性能的优越性；提出将转矩脉动抑制作为主要优化对象，抑制定子绕组换相电流作为次级条件，利用加权函数实现转矩脉动抑制与运行效率的优化平衡方案。以一台3kw的12／8极开关磁阻电机为控制对象，建立控制系统仿真模型，验证了方案的有效性。关键词：转矩分配；指数函数；开关磁阻电机；铜耗；转矩脉动；权重值DOI：10．15938／j．emc．2015．07．008中图分类号：TM352文献标志码：A文章编号：1007—449X(2015)07—0052—06Torquerippleandcopperlossesminimizationcon

3、trolstudyofswitchedreluctancemotorWANGXi—lian，XUZhen—liang，WANGCui(SchoolofElectricalEngineering，BeijingJiaotongUniversity，Beijing100044，China)Abstract：Torque-tippleofswitchedreluctancemotor(SRM)isinevitableforitsdoublesaliencycon—structionandswitchpowersupply．Tominimizethetorque-ripple，

4、accordingtounsaturationinductance—anglecharacteristicscurveoftheSRM，atorquedistributionsynthesiscontrolmethodbasedonexponen—tialfunctiontodecreaseSRMtorquetippleandcopperlosseswasproposed．Thereferencetorquewasdi—rectlytranslatedintothereferencecurrentusingthetorqueformulaandlookuptableme

5、thodtoavoidthetorquemeasure．Meanwhile，theproposedmethodwascomparedwiththetraditionalsinusoidaltorquedistributioncontrolmethod．Theresultsshowitssuperiorityoftheoperationaleficiency．Theoptimalbal—anceschemeemployingweightingfunctionoftorquerippleminimizationandoperationaleficiencywaspropos

6、edbysettingtorquetippleminimizationasthemajoroptimalobject，reducingthestatorwindingcommutationcurrentasasecondarycondition．Thecontrolsystemsimulationmodelofa3kw12／8polesswitchedreluctancemotorwasbuilttoverifythevalidityoftheproposedmethod．Keywords：torque—sharingfunction；exponentialfuncti

7、on；switchedreluctancemotor；copperlosses；torquetipple；valueweighted收稿日期2Ol3一l2一O6基金项目财政部、教育部基本科研业务费(2014JBM111)；国家自然科学基金(50907004)作者简介王喜莲(1974一)，女，教授，研究方向为开关磁阻电机、无轴承电机及其控制；许振亮(1986一)，男，硕士研究生，研究方向为开关磁阻电机及其控制；王翠(1989一)，女，硕士研究生，研究方向为开关磁阻电机及其控制。通讯作者王喜莲第7期王喜莲等：开关磁阻电机转矩脉动与铜耗最小化控