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单转向两相开关磁阻电机控制

0引言开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor,SRM)结构简单、成本低、调速性能好,可靠性高,在宽广的调速范围内具有较高的效率,应用前景广阔[1]。国内外,针对多相开关磁阻电机(三相或者四相)的研究较多,使其正转和反转都具有良好的特性。但在电动工具、榨汁机、吸尘器、风机、水泵等特殊的应用场合,电机仅需单向旋转,而且工作在较高转速下。两相开关磁阻电机具有良好的高速性能,用于上述环境中,有效避开了低速脉动大的缺点,制造成本低、控制所需功率器件少。由电机理论知,两相开关磁阻电机不具备双向旋转的自起动能力[2],特殊设计的定转子结构,可使电机具有单向起动能力。国内外,针对两相开关磁阻电机的研究较少,多集中于电机本体的分析设计,控制算法方面的研究更少。开关磁阻电机是典型的机电一体化系统,控制精度及控制策略对电机性能具有重要影响。本文针对单转向两相开关磁阻电机的控制策略进行了详细的论述。首先,给出了被控电机的结构及...  (本文共6页) 阅读全文>>

《电机与控制学报》2016年11期
电机与控制学报

磁悬浮开关磁阻电机多目标优化设计

0引言随着新能源发电、分布式电源系统、混合动力车辆、航空航天等领域的发展,储能技术已成为世界性的研究课题。众多储能技术中,飞轮电池以功率大、效率高、寿命长、储能密度大、清洁无污染等优点受到国内外的高度重视[1-3]。为减小传统机械轴承摩擦损耗,飞轮电池通常采用多个磁悬浮支承,导致飞轮电池结构复杂、体积庞大。单绕组磁悬浮开关磁阻电机[4-5](single winding bearingless switched re-luctance motor,SWBSRM)集悬浮支承系统与驱动电机于一体,可以作为飞轮电池的核心部件,能很大程度缩短飞轮转子轴向长度,继而提高临界转速、功率密度与系统集成度,进一步减小支承损耗,在高速低损飞轮电池领域具有较高的研究前景与实际应用价值。现阶段电机优化设计方法以模拟退火、遗传算法、禁忌搜索为代表[6-8]。文献[6]采用的模拟退火算法,具有较好搜索能力,但对整个搜索空间了解不多,采样次数多,优化时间长...  (本文共8页) 阅读全文>>

《电工技术学报》2017年02期
电工技术学报

平面开关磁阻电机非线性力电流转换模型

0引言平面电机摒弃了丝杠、螺杆、齿轮等机械运动转换装置,直接利用电磁能产生平面运动,且其二维运动平面保持在同一高度[1]。与旋转电机或直线电机构成的传统平面定位装置相比,平面电机构成的定位装置具有结构简单、成本低、准确度高、可靠性高等特点,在平面定位装置特别是高准确度平面定位装置中具有广阔的应用前景[2-6]。根据电磁推力产生原理,平面电机大致可分为四类,分别为变磁阻型、感应型、永磁同步型和直流型[7],其中变磁阻型包括开关磁阻式和步进式两种类型。利用开关磁阻电机原理研制的平面开关磁阻电机,具有结构简单、制造简单、安装方便、准确度高、热耗低、成本低及适应恶劣环境等良好的综合性能,拓宽了开关磁阻电机应用范围,开辟了平面定位装置研究领域新方向,在高准确度平面定位装置中极具发展前景[1,8-10]。平面开关磁阻电机(Planar Switched ReluctanceMotor,PSRM)系统,根据位置传感器反馈的电机位置信息和位置控...  (本文共9页) 阅读全文>>

《科技创新与应用》2017年05期
科技创新与应用

三相12/8极开关磁阻电机驱动系统建模与仿真

1概述开关磁阻电机(SRM)定子和转子都是凸极形状,且都是由高磁导率的硅钢片堆叠而成,只在定子磁极上安装有集中绕组,转子上既没有绕组也没有永磁体[1]。与其他电机相比,其结构简单牢固、成本低、调速范围宽、控制灵活等优势十分突出,因此在需要调速和高效率的场合得到了广泛应用[2]。但是双凸极的结构也带来了磁路饱和、涡流、磁滞效应等一系列的非线性特性,严重影响了开关磁阻电机的运行性能,并且使开关磁阻电机的具体分析研究十分困难。为了准确研究开关磁阻电机的特性,必须对开关磁阻电机进行建模仿真。文章基于MATLAB/Simulink仿真系统对三相12/8极开关磁阻电机的驱动系统进行了整体建模仿真研究,将组成系统的开关磁阻电机(SRM)、功率变换器、控制器和位置检测器四部分模块化,对整个系统采用转速、电流双闭环控制方法。仿真结果验证了搭建模型的正确性。文章的模型具有参数修改方便,通用性强,适用于开关磁阻电机各种运行模式的特点,为开关磁阻电机及...  (本文共1页) 阅读全文>>

《工业仪表与自动化装置》2017年01期
工业仪表与自动化装置

基于负载观测器的直线开关磁阻电机滑模位置控制

0引言直线运动在平常生活中随处可见。传统的直线运动往往是通过旋转电机加上传动装置来实现,但是这种方式会造成成本增加和效率降低。直线开关磁阻电机结构简单,能够把电能转化为以直线方式运动的机械能,省去了中间传动装置[1]。这种直驱方式使得该电机具有响应速度快、控制精度高等优点,在直线式高精度位置控制领域有较为广阔的应用前景[2-3]。另一方面,该电机常工作于磁路饱和区,电磁出力与绕组电流和动子位置相关联,且呈现强非线性特点,使得该电机的精确控制较传统电机更加复杂。国内外众多学者对直线开关磁阻电机的控制方法进行了深入细致地研究。最常见的控制策略是传统PID控制[4]。但直线开关磁阻电机运行特性复杂,当该电机运行于复杂工况时,传统PID控制效果难以保证。文献[5]针对直线开关磁阻电机的非线性出力问题,采用补偿的方式获得较为精确的出力。文献[6]采用平滑滤波器的方式,使得直线开关磁阻电机的位置跟踪更加准确。文献[7]采用滞环电流与传统的P...  (本文共6页) 阅读全文>>

《电机与控制应用》2017年03期
电机与控制应用

电动角磨机用开关磁阻电机驱动系统设计

0引言当前电动角磨机中大量使用的串激电机[1]存在一些不足之处:电源直接供电,起动电流大;串励驱动,转矩特性软;转子上有励磁绕组,生产工艺复杂;需要频繁更换电刷,使用不便。开关磁阻电机结构简单、可靠性高;转子上只有硅钢片,没有绕组,工艺简单、生产成本低[2];控制器根据转子位置控制绕组电流,无须电刷,方便使用;起动电力小,调速性能及转矩特性好。电动角磨机一般工作于较高的转速,并且只做单方向旋转,将两相开关磁阻电机用于电动角磨机中,能够很好地利用开关磁阻电机优良的高速性能,避开其低速转矩脉动大的缺点。由电机理论知,两相开关磁阻电机不具备双向旋转的自起动能力[3],特殊设计的定转子结构,可使电机单向起动[4]。本文面向电动角磨机,设计了具有自起动能力的单转向两相开关磁阻电机,给出了该电机的线性模型,提出了起动运行及高速控制的策略,设计了硬件控制系统,并通过试验验证了设计的两相开关磁阻电机驱动系统应用于电动角磨机的优越性。1电动角磨机...  (本文共5页) 阅读全文>>