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开关磁阻电机(Switched Reluctance Machines,SRM)是近些年来传动领域研究的一个热点。它具有许多突出的性能:成本低、结构简单、效率高、可缺相运行,但是其耦合度高、非线性强,采用传统的控制技术很难发挥其所有优点。较严重的转矩脉动是开关磁阻电机难以忽视的缺点,会造成转速抖动以及噪声较大的问题,给开关磁阻电机的大规模运用带来了影响。
针对这一问题,本文首先对其产生的原因进行了分析,并对当前学界抑制转矩脉动的各种控制策略进行了分析和比较,并确定了本文所选用的控制策略。然后借鉴了交流调速系统中广泛应用的直接转矩控制(Direct Torque Control)的思想,结合开关磁阻电机控制器的开关状态,选择适当的电压矢量,直接对转矩进行控制,并采用Matlab/Simulink对DTC进行了仿真,仿真结果表明DTC能有效地抑制转矩脉动,但在运行中会产生比较大的负转矩,影响了其适用范围。
在DTC的基础上,去掉磁链闭环,并考虑对开通关断的角度进行控制,能够减小负转矩的产生,从而得到了直接瞬时转矩控制(Direct Instantaneous TorqueControl)。该方法对转矩直接进行控制,并根据转子所处的位置对转矩采用不同的滞环控制,可以实现很好的转矩控制效果。
最后搭建了实验测试平台,电机为1.5kW的三相12/8开关磁阻电机,功率变换器采用不对称半桥结构,核心控制芯片采用带有浮点运算单元的TMS320F28335。最后通过实验验证了DITC的控制效果。
针对这一问题,本文首先对其产生的原因进行了分析,并对当前学界抑制转矩脉动的各种控制策略进行了分析和比较,并确定了本文所选用的控制策略。然后借鉴了交流调速系统中广泛应用的直接转矩控制(Direct Torque Control)的思想,结合开关磁阻电机控制器的开关状态,选择适当的电压矢量,直接对转矩进行控制,并采用Matlab/Simulink对DTC进行了仿真,仿真结果表明DTC能有效地抑制转矩脉动,但在运行中会产生比较大的负转矩,影响了其适用范围。
在DTC的基础上,去掉磁链闭环,并考虑对开通关断的角度进行控制,能够减小负转矩的产生,从而得到了直接瞬时转矩控制(Direct Instantaneous TorqueControl)。该方法对转矩直接进行控制,并根据转子所处的位置对转矩采用不同的滞环控制,可以实现很好的转矩控制效果。
最后搭建了实验测试平台,电机为1.5kW的三相12/8开关磁阻电机,功率变换器采用不对称半桥结构,核心控制芯片采用带有浮点运算单元的TMS320F28335。最后通过实验验证了DITC的控制效果。