开关磁阻电机直接转矩控制系统研究

(整期优先)网络出版时间:2017-12-22
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开关磁阻电机直接转矩控制系统研究

孟悦然

(大唐(北京)能源管理有限公司北京100097)

摘要:针对8/6极开关磁阻电机进行了直接转矩控制策略的分析与研究,通过分析磁链模型,将4相磁链合成到一个静止的坐标系下的合成磁链。通过选择合适的电压矢量,控制磁链的大小以及方向,进而控制转矩的大小以及方向,将磁链和转矩控制在一个滞环宽度内。并对系统进行了仿真,仿真结果表明,直接转矩控制系统能够抑制电机的转矩脉动,稳定电机的动态性能。

关键词:开关磁阻电机;直接转矩控制;simulink仿真

一、引言

开关磁阻电机具有控制系统简单,可靠性高,电机制造成本低、机械强度高等优点。近年来,随着电力电子的发展,开关磁阻电机控制系统的优势日渐明显。但是由于SRM的运行原理,导致电机运行中转矩脉动过大,影响了控制系统的稳定性,增大了系统的噪音,限制了控制系统的应用范围。因此,优化开关磁阻电机的控制系统,降低电机的转矩脉动,是研究的重点。

文章对8/6极电机进行分析,通过选取适合的电压矢量,将转矩和磁链控制在一个滞环区间内,达到减小转矩脉动的效果,并与传统的控制方式进行对比,验证直接转矩控制的有效性。

二、开关磁阻电机的基本原理与公式

开关磁阻电机遵循磁阻最小原理,即电机内部磁通总是具有向磁阻最小的闭合路径靠拢的趋势。在开关磁阻电机中,磁阻最小的位置是定子凸极与转子凸极对齐的位置。开关磁阻电机的电路系统如图1,若定子凸极和转子凸极不对齐时,磁场会产生一个切向的磁阻力,提供电机的转矩。