基于Magnet三相开关磁阻电动机建模与仿真

根据开关磁阻电动机的工作原理及结构,简要概述了电机设计的基本方法、注意事项及步骤,并利用vb语言编写了计算机辅助设计软件。设计了一台16/12极开关磁阻电动机,利用ansoft软件对电机参数进行了仿真,得出了效率、功率、转矩脉动等特性曲线,仿真结果为现有开关磁阻电动机的优化与改进提供了依据。

为降低转矩脉动,提出四相开关磁阻电动机直接转矩控制原理、步骤和实现方法。借鉴感应电动机直接转矩控制思想,基于能量等效原则推导出四阶磁链正交变化矩阵,指出采用坐标分解法所得的磁链幅值是正交变换法所得幅值的1.4倍。针对正八边形的电压空间矢量,分析了磁链与电压矢量间的影响关系,设计了开关矢量表。仿真和实验研究结果表明,直接转矩控制的转矩稳态误差可控制在5%范围内,部分解决了开关磁阻电动机转矩脉动大的问题。

五相开关磁阻电动机(5-phaseswitchreluctancemotor,以下简称五相srm)除了具备srm一贯的结构简单、工作可靠、容错能力强和运行效率高等特点外,相对于三相和四相srm来说其转矩脉动更小,运行更加平稳。

由于srm电动机及功率变换器具有非线性,srm控制系统的参数优化设计是一个比较复杂的问题。基于srm电动机能量转换理论,利用模糊神经网络进行srm非线性建模,得到srm电动机开关角度最优控制规律。并以tms320lf2407a数字信号处理器为控制核心,采用只有四个主开关管的功率主电路,针对4相8/6极srm设计开发了基于模糊神经网络的开关角优化控制技术的高精度srm系统。仿真和试验结果证明,该系统结构简单可靠,运行效率高,具有较高的实用价值。

开关磁阻调速电动机系统(srd)是70年代开始研制,80年代逐步发展起来的一种新颖机电一体化驱动设备,其性能优越,发展前景广阔。本文以所开发的sr71-8/6(250w)样机为基础,比较系统地研究了pwm调压调速型开关磁阻电动机原理,对所开创的一种-7.5°～22.5°的相绕组导通控制模式进行了详细分析,并给出了相应的仿真和实践结果。

文章介绍了适用于工业运输设备的开关磁阻电动机调速系统,由于其具有起动电流小,起动转矩大,运行效率高的特点,因此能够解决工业运输设备中重载不能起动和能耗较大的实际问题,并提出了设计方案,说明了运行过程,指出了该系统的优点。

在分析了开关磁阻电动机闭环速度控制方案的基础上,针对pid算法在开关磁阻电动机应用中出现的问题,给出了相应的解决方法,提出了非线性变速积分pid算法,并成功地解决了在低采样周期时pid算法的积分饱和问题。

三相电动机

在分析开关磁阻起动/发电系统(srs/g)运行机理的基础上,提出了一种基于ansoft/sim-plorer的srs/g系统建模方法.该方法利用simplorer的电路元件库搭建srs/g的功率变换器及其外围电路,根据srm小信号分析模型进行比例积分(pi)参数整定和参数优化,电机起动时采用转速外环pi调节加内环电流斩波、发电时采用电压外环pi调节加内环变开通角的控制策略对srs/g系统进行了仿真分析.仿真结果与样机试验结果的比较验证了模型的正确性.该模型修改容易、直观性强,便于对不同的控制策略进行特性分析,为研究和设计srs/g控制系统提供了一种有效的工具.

介绍开关磁阻电机调速系统给压力机性能带来的变革,简述全数字系列(dt系列)开关磁阻调速系统在压力机上应用及其特性。并对其实际应用时的打击能量进行了现场测试,对dt系列开关磁阻调速系统的突出性能进行了总结。

开关磁阻电机是由功率变换器电路、双凸极磁阻电机及其控制器组成的新型机电一体化调速电动机系统,其性能优越,发展前景广阔。

介绍了开关磁阻电动机调速系统(srd)的各个组成部分和功率变换电路应具备的条件,阐述了该系统的功率变换电路和系统控制结构图,给出了系统应用的控制方式、位置检测电路和电流检测的方法。

提出了一种新的开关磁阻电动机解析模型,并根据此模型设计了双开关磁阻电动机的改进交叉耦合同步控制方法。针对现有模型的转矩计算不便问题,利用磁链-转子位置关系曲线的对称性特点,提出了快速转矩计算模型,方便在线实时计算瞬时转矩,并把此模型应用到两台电机同步控制,两台电机转矩差实时计算后,取反并与速度差耦合,同时反馈到速度控制端。仿真结果表明,该方法缩短了同步时间,减小了最大速度差,降低了转矩抖动,使同步过程更加平稳,功率输出平衡得到改善。

本文首先介绍了开关磁阻电动机的工作原理及常用控制方式,有电流斩波、脉宽调制方式和角度位置控制方式,其次介绍了开关磁阻电动机调速系统的基本组成,其中对功率变换器、位置检测器、电流检测器、控制器的作用进行了简单的阐述,最后介绍了开关磁阻电动机调速系统的应用。

开关磁阻电动机调速系统是一种新型的调整系统,其性能指标高于普通交流电动机变频调速系统及直流电动机调速系统。文章给出了开关磁阻电动机调速系统的总体结构,并介绍了该系统在无极绳牵引车、电牵引采煤机、刮板输送机中的应用。

针对微型电动汽车运行工况和驱动性能要求,设计了一种开关磁阻电动机,通过采用有限元对电机结构进行了设计、分析和优化,并构建了基于开关磁阻电动机的驱动控制系统。在控制策略上采用双闭环调速系统:速度环采用pi控制、电流环采用角位置控制与电流斩波控制相结合的方法,有效减小了电机的转矩脉动。理论建模仿真和样机实验表明,该电机在低压大电流的工作条件下,具有动态性能好、起动转矩大等优点,能满足微型电动汽车频繁起动、加速、爬坡等动力性能要求,在微型电动汽车中具有潜在的应用前景。

磁悬浮开关磁阻电动机结合了开关磁阻电动机和磁轴承的特点,通过电磁力控制转子径向位置。分析了磁悬浮开关磁阻电动机悬浮力和旋转力的产生原理。基于开关磁阻电动机转子的四个特殊位置,利用二维有限元方法分析了转子位于中心位置与有径向偏心时的电机内部磁场,给出了磁场分布图、径向悬浮力与径向偏心矩的关系曲线、旋转力与径向偏心矩的关系曲线,为进一步描述磁悬浮开关磁阻电动机悬浮力与旋转力的模型提供了依据。

在已知开关磁阻电动机磁化曲线的基础上,设计了一种基于归一磁链/电流法的srm间接位置检测方法。该方法是以各相的电压、电流为输入,积分得到磁链,对磁链归一化,查找磁链归一化后的二维表,得到相应的位置角。该方法解决了传统磁链/电流法依据原始磁化数据形成查找表且表格利用率低的问题,能够较准确地估算电机转子位置。利用matlab提供的simulink系统环境对开关磁阻电机间接位置检测方案建立仿真模型,仿真结果表明电机运行在不同转速下,该方法均能对转子位置进行估算且具有较高的精度和可靠性。

针对开关磁阻电动机(srm)的电感模型,提出了一种新的无位置传感技术;能在较宽调速范围内准确地估计电动机转子位置。构建了以spartan-3adspfpga为核心的纯硬件无位置传感器控制电路;给出了基于xilinxfpga/cpld开发平台和matlab/simulink仿真环境进行dsp功能实现的方法和设计流程。实验结果表明该控制电路简化了系统结构,增加了系统的可靠性,提高了系统的实时性。

常用三相电动机和单相电机

常用三相电动机和单相电机

开关磁阻电动机调速系统是由嵌入式微处理器、大规模数字模拟器件、电力电子功率器件及开关磁阻电机共同组成的新型调速系统。该调速系统具有结构简单、工作可靠、机械强度高、高效节能、调速精度高、启动电流小、可频繁正反转运行等优点,可在宽广的调速范围内实现高效率运行。