基于有限元分析的开关磁阻电机调速研究

摘要：本文针对开关磁阻电机定、转子磁极存在显著的端部效应、轴边缘效应和高度的局部饱和特点,采用二维和三维电磁场有限元分析,对开关磁阻电机的磁场分布、静态特性等进行了大量的计算,通过仿真的结果,得出了开关磁阻电机在几个典型转子位置下的磁场分布图、绘制出了开关磁阻电机的磁化曲线族,建立了磁阻电机非线性模型,依据非线性模型构建开关磁阻电机调速系统,采用高速变角度电压斩波控制和低速定角度电流斩波的控制方法,仿真得出好的调速效果。最后,通过样机实验验证了有限元分析数据的合理性及非线性模型的正确性。     

开关磁阻电动机的非线性分析模型

开关磁阻电动机的分析一秀是从它的磁特性入手的，目前常用的线性模型和准非线性模型的分析方法误差较大，笔者提出了一种新的磁特性的非线性模型，虽然结构简单，但却能导出罗精确的结果，从而能有效地预估ＳＲＭ的性能。     

基于Matlab的开关磁阻电动机驱动系统非线性建模仿真

在分析开关磁阻电动机数学模型的基础上，借助于Matlab／Simulink建立了电流滞环控制、功率变换器、转子位置角计算等模块，将这些模块有机结合，搭建出了电流斩波控制方式下的开关磁阻电机驱动系统的非线性仿真模型．据此模型，针对一台四相8／6结构样机进行了仿真，仿真结果证明了该模型的有效性．该模型为分析和设计SRM控制系统提供了一种有效的工具．     

基于Matlab的开关磁阻电动机驱动系统非线性建模仿真

在分析开关磁阻电动机数学模型的基础上 ,借助于Matlab/Simulink建立了电流滞环控制、功率变换器、转子位置角计算等模块 ,将这些模块有机结合 ,搭建出了电流斩波控制方式下的开关磁阻电机驱动系统的非线性仿真模型 .据此模型 ,针对一台四相 8/6结构样机进行了仿真 ,仿真结果证明了该模型的有效性 .该模型为分析和设计SRM控制系统提供了一种有效的工具 .     

80C196MC在开关磁阻电动机控制中的应用

提出了以电流斩波控制(CCC：Curtent Cut Control)为主，以角度位置控制(APC：Angel Position Control)为辅的控制模式，初步实现了中大功率开关磁阻电动机(SRM：Switched Rductance Motor)的全数字控制系统简单、可靠的目标。在CCC中，采用了电流双幅值斩波技术，有效地降低了低速区扭矩的脉动。在APC中，作者使用了关断角调整策略，使续流对扭矩的降低量减小。初步的台架试验表明，该系统具备了带载运行的条件。     

开关磁阻电机控制方法的研究

介绍了开关磁阻电动机的结构和基本转动原理。在线性模式的基础上 ,对开关磁阻电机的转矩进行了理论分析和计算 ;由此提出了开关磁阻电机的两种控制方式 :低速斩波控制和高速单脉冲控制     

开关磁阻电机的快速仿真非线性模型

为分析开关磁阻电机 (switched reluctancemachine,简称 SRM)性能 ,利用磁化曲线的近似模型进行电机分析 ,提出一种新的 SRM快速非线性分析模型。分析了电流和转子位置对磁链的影响 ,构建了磁链关于电流和转子位置的连续函数 ,避免了原有的分段数学模型带来的计算困难 ,利用电机的磁路参数 ,通过数值计算的方法 ,得到电流、转矩等电磁参量的解析解。此模型对已知量的要求较少 ,具有较少的磁场分析计算量和数据存储量。函数具有连续可导的性质 ,有很快的计算速度和计算精度。仿真结果证明 ,利用此模型可以迅速准确地进行性能分析 ,适用于 SRM的 CAD的设计和分析 ,为工程设计和调试提供了依据。     

基于STM32的开关磁阻电机控制器的设计

以ARM内核的STM32 F103 RBT6为主控芯片设计了低成本、高性能三相开关磁阻电机驱动控制器.该控制器的主电路由IGBT构成不对称半桥回路,由低成本的隔离驱动芯片PC923直接驱动,具有过流、过压和欠压保护功能.采用以低速时电流斩波控制和高速时角度位置控制相结合的控制手段,系统运行可靠,性能优良.详细介绍了系统功能和软硬件设计并给出实验结果.     

开关磁阻电动机电磁场的二维有限元全场或计算与分析

用二维有限元法详细计算了一台１．５ＫＷ开关磁阻电动机电磁场，共进行了８种电流状态下转子在１４种不同位置时共１１２个方案的计算。在此基础上分析了开关磁阻电动机的磁场分布，磁链一电流征及转矩与功率计算；提供了一整套完整的微机二维有限元计算机电磁场ＦＯＲＴＲＡＮ程序及全场或自动细分；自动旋转场或信息生成程序。     

开关磁阻电机控制系统软件设计

首先介绍了开关磁阻电机基本原理及基本控制策略,在此基础上实现了基于ARM Cortex M3内核的微处理器STM32F103上的软件设计。软件是经典的前后台系统,实现了开关磁阻电机控制系统的调速及各种保护功能。相较于现有控制系统软件设计的多中断情形,该软件设计在所有功能均满足的情形下,兼顾程序的精简性及可扩充性,仅使用一个定时中断,并解决了由于多中断的软件设计导致的电流斩波偏高的问题,获得较理想的电流斩波效果。     

开关磁阻电机有限元辅助设计软件

软件在考虑了开关磁阻电机（ＳＲＭ）的磁饱和、非线性及磁场疏密分布的情况下，将整个电机圆域作为求解区域，适用于任意相数、转子极形状、相绕组电流值及转子位置角的ＳＲＭ磁场的二维有限元分析，据此可求得电机的参数和性能，并实现电机的优化设计     

开关磁阻电机调速系统非线性仿真研究

利用有限元分析结果,并结合开关磁阻电机的基本方程,建立了开关磁阻电机非线性调速系统仿真模型。利用改进的一相电机模型,采用高速角度位置控制,低速电流斩波控制方式对开关磁阻电机调速性能进行研究。仿真结果表明该系统采用的控制策略合理,能实现较宽范围内调速。同时也验证了电机具有较好的起动能力和抗干扰特性。     

基于线性模型的开关磁阻电动机仿真研究

在分析开关磁阻电动机(SRM)线性模型的基础上,运用MATLAB/SIMULINK仿真软件进行SRM仿真研究,并对仿真的结果进行了讨论.     

车用开关磁阻电机的准线性数学建模与仿真

为研究车用开关磁阻电机,建立一种"准线性数学模型",并以此建立了SRM的MATLAB仿真模型.经过仿真分析可知该数学模型能从理论上比较准确、完整地描述SRM的电磁力关系及其动态性能,为后续SRM的研究奠定了理论基础.     

一种开关磁阻电机驱动系统

本系统引入斩波器实现降压控制,以改善相电流波形来降低电机的低速振动噪声·此外,系统采用了一种改进的测周法来保证在调速范围内转速估算的精度·以一台四相8/6结构的075kW开关磁阻电机为控制对象进行实验,结果表明,相电流波形得到了改善,有效地降低了电机的低速振动噪声,达到了预期效果·     

无轴承开关磁阻电机的转矩与径向力特性分析

分析了无轴承开关磁阻电机的径向磁悬浮力产生机理,在考虑磁场饱和的前提下,使用有限元方法对电机电磁场进行计算,分析了电机的转矩与径向力特性．研究了电机主、副绕组电流对电机磁极磁场的影响,及电流与转矩、径向力的非线性关系,给出了实现电机稳定运行的电流取值范围,为电机有效控制奠定了基础．     

开关磁阻电机调速系统整体仿真通用算法

针对开关磁阻电机调速系统功率电路型式较多、包含开关器件和非线性元件的特点，本文提出了一种系统整体仿真的通用算法，并给出了系统仿真实例，仿真结果与实验结果较为一体。     

基于MATLAB的开关磁阻电动机建模与仿真

由于开关磁阻电机结构与运行原理的特殊性 ,使得其分析和设计与其他电机相比相对困难 笔者运用当前流行的仿真软件MATLAB SIMULINK ,建立了开关磁阻电动机的动态仿真模型 此模型通用性强 ,修改方便 在此模型基础上进行了变结构控制算法的仿真 ,结果表明系统动静态性能均较好 ,因此说明所建模型不失为一种辅助分析和设计开关磁阻电机驱动系统的有力工具     

一种计算开关磁阻电机径向力的新方法

针对目前计算开关磁阻电机径向力的虚位移法比较繁琐且影响计算的快速性等问题,提出一种新的计算方法.依据麦克斯韦张量法,给出定子极径向力的数学模型,采用Ansoft软件计算径向力,并对一台样机进行了仿真计算.结果表明,该方法应用简便,计算快速,计算精度满足要求.结果准确地描述了电机径向力的特性,验证了所给方法的有效性.