开关磁阻电机的直接瞬时转矩控制系统研究

开关磁阻电机(SRM)具有结构简单、运行可靠高效、调速性能优异等诸多优点,近年来受到广泛的关注。但是其特有的双凸极结构和工作方式造成它的转矩脉动比较大。本文从控制的角度探讨了改善开关磁阻电机转矩性能的方法。开关磁阻电机转矩脉动最严重的区域在换相期间,本文在分析了开关磁阻电机转矩特性的基础上,介绍了直接瞬时转矩控制方法(DITC)的控制思想,根据其换相策略重点对直接瞬时转矩控制方法的转矩控制器进行了设计,采用内外双滞环限对转矩进行调节。仿真结果表明该直接瞬时转矩控制方法能在任意导通角下严格地将转矩波动范围限制在滞环限内,有效地提高了开关磁阻电机动静态工作过程中的转矩性能。针对开关磁阻电机非线性建模复杂的特点,通过比较选取了一种函数来拟合磁链特性,仿真结果表明,采用该拟合函数进行转矩在线估算的DITC系统相较于传统电流斩波控制方法仍然有效地减小了转矩脉动,提高了整个控制系统的实用性。本文完成了开关磁阻电机调速系统的软硬件设计和部分调试工作。搭建了以TMS320F2812控制器为核心的硬件实验平台,设计了SRM功率变换电路、电流位置检测电路以及控制回路。整个系统的工作流程分为两相斩波启动和DITC调速两个阶段,采用积分分离法的PI调速方法有效地减小了转速的超调,详细介绍了各个程序模块的编程思想和流程图。实验完成了开关磁阻电机的两相斩波启动,为后续工作奠定了良好的基础。