两相开关磁阻电机控制系统研究.docx

摘要:开关磁阻电机调速系统20世纪80年代迅速发展起来的一种新型调速电动机调速系统，它加入了新的电动机结构，即开关磁阻电机。这种调速系统调速系统兼具直流、交流两类调速系统的优点，具有调速范围宽，调速性能优异，在调速范围内有较高的效率等优点，因此也是世界各界电机器相关产业及科研所得研究热点。

本文首先从开关磁阻电机的结构与原理出发，充分了解电机的优点与不足，进而分析推导出开关磁阻电机的数学模型。在本文中选择非线性建模的建模方式进行建模，控制方式则采用电流斩波控制方式和角位置控制方式这两种不同的控制方式。

本文使用MATLAB 中的Simulink搭建了一个4/2级的开关磁阻电机。先分别建立在电流斩波控制方式下和角位置控制方式下的功率变换器模型、开关磁阻电机本体模型、转子位置检测器模型、换相电路模型、PID模型等模型，经一定的组合从而搭建出开关磁阻电机控制系统的总体系统模型。采用这两种控制方法对同一电机进行仿真，得到不同仿真结果，分析实际仿真结果。

关键词：开关磁阻电机，仿真，控制系统

目录

摘要

Abstract

第一章 绪论-1

1.1 开关磁阻电机的发展历史及研究现状-1

1.2开关磁阻电机的应用-2

1.3 开关磁阻电机研究趋势-3

1.4 本课题研究的意义和价值-4

第二章 开关磁阻电机的数学模型-5

2.1 开关磁阻电机驱动系统的基本结构-5

2.2 功率变换器-5

2.3 控制器和位置传感器-7

2.4 开关磁阻电机的基本结构-7

2.5开关磁阻电机的基本方程式-9

2.5.1电路方程-10

2.5.2机械方程-10

2.5.3机电联系方程-11

2.6 线性电感模型-11

2.6.1线性电感绕组磁链-12

2.7非线性模型-13

2.8 开关磁阻电机控制方式-14

2.8.1电流斩波控制-14

2.8.2角位置控制-15

第三章 基于MATLAB的非线性建模-17

3.1 MATLAB-17

3.2 电机主体-17

3.3 功率变换器模型-18

3.4 转子位置检测模型-19

3.5 换相逻辑模型-19

3.6 电流斩波控制模块-20

3.7 转矩计算模型-20

3.8 角位置控制模型-22

第四章 两相开关磁阻电机非线性模型的仿真-24

4.1电流斩波控制策略下的仿真-24

4.1.1稳态运行时的仿真-26

4.1.2有转速扰动时的仿真-26

4.1.3有负载扰动时的仿真-27

4.1.4负转矩的产生-28

4.2角位置控制-29

4.2.1稳态运行时的仿真-29

4.2.1有扰动时的仿真-30

第五章 总结与展望-32

5.1对经济、环境的影响-32

5.1总结-32

5.2 展望-33

参考文献-34

致    谢-36