基于低转矩脉动的开关磁组调速电动机控制方法.docx

摘要：开关磁阻电机是一种刚刚兴起的电动机，它的结构较简单，可靠性好，价格低，它独特的结构以及其良好的调速性能使其能在各种场合运行。它的各种优点使其能够得到快速发展。但是它也存在着转矩脉动大，运行时振动大的问题，这是开关磁阻电机在其他领域的应用的主要限制因素。

本次设计从电机本体结构及其控制策略切入，首先分析了开关磁阻电机工作原理及特点，根据这些理论知识设计了一台额定功率为2千瓦的三相 6/4极样品机，并用Ansoft 软件对样品机进行仿真分析，分析结果验证了样机的设计是合理的；并且优化了定转子的极弧及气隙等相关参数使得转矩脉冲降低。 

另外，本次设计通过 Matlab 软件搭设了开关磁阻电机模型，并进行了模拟仿真，合理性得到了验证；介绍了数种经典控制方式，并基于这些方式提出了减弱转矩脉动的控制策略。采用直接转矩控制方式，设计滑模变结构控制器，最后在开关磁阻电机本体模型的基础上对PI控制与滑模变控制两种控制方式分别进行了仿真与分析，实验结果表明两种控制方式都能减小转矩脉动。

关键词：开关磁阻电机，转矩脉动，电机模型，滑模变控制

目 录

摘 要

ABSTRACT

第一章  绪  论-1

1.1开关磁组电机的研究背景及意义-1

1.2课题研究的背景与意义-2

1.3本文研究内容-3

第二章 开关磁组电机理论-4

2.1开关磁组电机简介-4

2.1.1电机的工作原理-4

2.1.2 电机特点-5

2.2 电机基本方程-5

2.3 SR电机基本控制方案-7

2.3.1基本控制方案-7

2.3.2直接转矩控制-7

2.4 本章小结-9

第三章 基于低转矩脉动开关磁阻电机的设计-10

3.1 SR 电机参数设计-10

3.2 SR 电机设计-12

3.2.1 给定数据-12

3.2.2 参数计算-12

3.2.3 仿真结果-14

3.3  SR 电机的优化-16

3.3.1 气隙的优化-17

3.3.2 定转子极弧的优化-18

3.4 本章小结-20

第四章 SR 电机本体模型建模及仿真-21

4.1 SR 电机本体模型-21

4.2 功率变换器-23

4.3  控制器-23

4.4电机本体模型仿真-25

4.5 本章小结-26

第五章 控制方式抑制转矩脉动的策略-27

5.1 SR 电机的运行特性-27

5.2 抑制转矩脉动的控制策略-27

5.3 直接转矩控制建模-28

5.4  滑模变结构控制器的设计-30

5.4.1  滑模变结构系统的基本原理-30

5.4.2 滑模控制器设计-31

5.5 仿真结果及分析-32

5.6 本章小结-34

第六章 总结与展望-35

6.1 总结-35

6.2 展望-35

参考文献-37

致  谢-40