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磁阻电机调速系统技术

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开关磁阻电机调速系统(SRD)是继直流调速和变频调速之后发展起来的新一代无级调速系统,由于开关磁阻电机(SRM)具有结构简单、起动转矩大、效率高等特点,使SRD非常适用于电动汽车和采煤采矿等传动控制领域。但SRM的双凸极结构和易饱和特性导致其具有?#29616;?#38750;线性的特点及输出转矩随电流和转子位置变化、运行时存在转矩脉动大的问题。 为改善开关磁阻电机调速系统运行性能,?#35805;?#37319;用PI调节器实现系统的闭环控制,

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开关磁阻电机调速系统(SRD)是继直流调速和变频调速之后发展起来的新一代无级调速系统,由于开关磁阻电机(SRM)具有结构简单、起动转矩大、效率高等特点,使SRD非常适用于电动汽车和采煤采矿等传动控制领域.但SRM的双凸极结构和易饱和特性导致其具有?#29616;?#38750;线性的特点及输出转矩随电流和转子位置变化、运行时存在转矩脉动大的问题.

为改善开关磁阻电机调速系统运行性能,?#35805;?#37319;用PI调节器实现系统的闭环控制,但系统的?#38382;?#25972;定往往要通过反?#35789;?#39564;来确定,且运行中PI?#38382;?#19981;可调,导致开关磁阻电机调速系统性能难以最优化,这无?#19978;?#21046;了开关磁阻电机的工业应用.设计?#38382;?#33258;适应的转速电流调节器将有效改善SRM调速系统的运行性能.本文建立了SRM转速、电流双闭环控制系统,并设计了双环PI?#38382;?#33258;适应调节器,使其具有良好的转速响应及低转矩波动特性.利用直流电机转速、电流环校正方法及小信号分析法设计出PI?#38382;?#33258;适应的电流及转速调节器;依据转速高低采用双模式运行控制,低速时采用转矩电流间接控制,高转速时采用直接电流控制.

依据SRM的电压方程和运行特性,建立了SRM转矩方程的s域小信号动态模型,进一步得到转子角速度与绕组电流的小信号关系.设计了PI?#38382;?#33258;适应的电流调节器,参考直流电机转速电流双闭环控制系统设?#21697;?#27861;,为使电流环具有较好?#30446;?#36895;性,将系统的电流环校正成典型I型系统,使电流环在?#25105;?#36716;子位置都具有满足设计要求的电流响应特性.然后,建立转速环s域小信号动态模型,同样设计了PI?#38382;?#21487;变的转速调节器,并将系统的转速环校正为典型II型系统,使转速环在?#25105;?#36716;子位置都具有良好的稳态性能及转速动态响应特性.电流调节器与转速调节器的比例和积分系数随转子位置自适应变化,可在不同的转子位置实现几乎相同的闭环特性.为达到降低转矩波动的目的,低速、高速采取不同?#30446;?#21046;策略,在低速时将转速调节器的输出作为参考转矩,通过转矩表达式推导出参考电流,进而降低转矩波动,而在高速时,由于转矩波动频率较高,对系统转速和噪声影响减小,故将转速调节器的输出直接作为参考电流.

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