开关磁阻电机控制策略综述

简要回顾了 SRD发展过程中出现的各种控制策略 ,分析和介绍了各控制策略的优缺点 ,展望了

开关磁阻电机控制策略综述

开关磁阻电机结构简单、调速便利,但其双凸极结构及电磁非线性特性严重制约它在工业领域的应用。通过适当的改进控制策略,可有效地抑制脉动,提高开关磁阻电机的调速性能。对近年来国内外开关磁阻电机控制策略进行了总结,分类阐述了各种控制策略的优缺点,分析了其应用范围。对促进开关磁阻电机调速系统的应用研究具有一定的参考价值。

单绕组磁悬浮开关磁阻电机控制策略

针对瞬时悬浮力与瞬时转矩非线性强耦合的特点,分析了单绕组磁悬浮开关磁阻电机的运行机理,以提高电机动态运行性能为目标,提出瞬时悬浮力与平均转矩分相产生的控制策略。构建单绕组磁悬浮开关磁阻电机悬浮力与平均转矩的数学模型,运用等效电流法,将实际控制电流等效为转矩电流和悬浮电流。引入超前角θm,考虑磁饱和因素,分析推导出θm计算流程,得到电机运行控制策略。有限元和simulink仿真的结果表明当电机转子发生偏心时,采用所述控制策略,转子可以在极短的时间内恢复到平衡位置,闭环系统具有良好的动静态性能。

电动摩托车用开关磁阻电机控制策略研究

以 1k W开关磁阻电机驱动的电动摩托车为控制对象。分析和对比开关磁阻电机的三种主要控制方法。结合电动车辆的实际工作状况 ,提出了一种适用的复合控制方法 ,以提高开关磁阻电机的电动模式系统效率。其次 ,结合电动车辆的工况标准对开关磁阻电机的再生制动进行了分析 ,提出了以 PWM控制为主的优化角度控制策略。

基于转矩误差PWM-DITC开关磁阻电机控制策略

研究了开关磁阻电机直接瞬时转矩控制的方法,针对开关磁阻电机转矩脉动大,提出了一种基于转矩误差PWM-DITC开关磁阻电机控制策略,利用Matlab/Simulink对开关磁阻电机PWM-DITC控制策略进行建模与仿真,仿真结果表明,PWM-DITC控制结构简单,不需要进行电流控制,直接从参考转矩和当前输出转矩进行比较得到每一相的开关状态,能有效地抑制开关磁阻电机的转矩脉动。将滞环控制策略和改进的PWM-DITC控制策略相比较,得出开关磁阻电机PWM-DITC控制策略实现简单,响应速度快,可提高系统的性能,能较好地抑制转矩脉动。

磁悬浮开关磁阻电机控制策略研究进展及问题

磁悬浮开关磁阻电机综合磁悬浮技术和开关磁阻电机的优点,噪声小,效率高,易于实现高速运行,发展前景广阔。结合国内外相关文献,介绍了磁悬浮开关磁阻电机的工作原理,综述了目前磁悬浮开关磁阻电机主要的控制策略,展望了其控制策略的发展趋势。

无轴承开关磁阻电机控制策略综述

无轴承开关磁阻电机结合了磁轴承与开关磁阻电机的双重优点,在航空、高速等领域具有非常广阔的发展前景。该文简要地介绍了无轴承开关磁阻电机的工作原理及其数学模型,总结了近年来无轴承开关磁阻电机在控制策略方面的研究成果,并对主要控制策略的优缺点进行了分析和比较。最后指出了无轴承开关磁阻电机未来的研究和发展方向。

飞轮储能系统用开关磁阻电机控制策略研究

针对异步电机和永磁无刷直流电机不适合高速运行的问题,设计了基于开关磁阻电机(SRM)的飞轮储能能量转换系统。在分析了SRM电动/发电运行原理的基础上,结合飞轮的充放电过程控制,提出了飞轮在加速储能过程采用恒转矩结合恒功率的控制方法,在减速发电过程采用闭环恒电压输出的控制方法。仿真和实验结果验证了控制策略的有效性和正确性。

基于MATLAB/Simulink的开关磁阻电机控制策略仿真

根据开关磁阻电机的自身特性,制定了外环速度模糊PI、内环电流PI、变角度控制的双闭环控制策略。策略的每一个控制环节都是根据开关磁阻电机的特性而选取的:PI控制能够提高开关磁阻电机控制系统的稳定性;能够提高开关磁阻电机控制系统的精确性;变角度能够提高开关磁阻电机控制系统的响应速度。在MATLAB/Simulink的环境下,通过开关磁阻电机控制系统能够很好地实现对开关磁阻电机的控制。

直线开关磁阻电机控制策略仿真研究

在分析直线开关磁阻电机原理的基础上,借助Maxwell 2D软件对一台三相直线开关磁阻电机进行建模,并引入外电路对模型施加激励,对电机进行二维瞬态磁场分析,并对不同开关控制策略进行了仿真比较。仿真结果准确反映了直线开关磁阻电机的磁场分布,为直线开关磁阻电机的设计及控制方法的优化提供了重要依据。

开关磁阻电机控制策略模型在环仿真研究

在分析开关磁阻(SR)电机的数学模型的基础上,结合Ansoft有限元分析的数据、试验数据和实际样机的参数,首先建立了SR电机被控对象模型,主要包括SR电机本体模型、逆变器模型、电池模型等,之后根据开关磁阻电机的自身特性,建立了转速和电流双闭环的控制策略模型,将被控对象模型和控制策略模型集成,构成了模型在环仿真系统,在该系统中进行电机控制仿真试验,试验结果表明设计的控制策略能够较理想地实现对SR电机的控制。

抽油机系统中开关磁阻电机控制策略的研究

开关磁阻电机是一种综合性能十分突出的新型电机,将其作为抽油机的驱动系统,能够显著提高抽油机的运行效率。但是其本身存在转矩脉动的缺点,对开关磁阻电机性能及效率的充分发挥有些许不利。本文通过直接转矩的控制策略(DTC)有效抑制了电机转矩脉动。在电机自身具备了高效、节能、可靠等优良特性的前提条件下,转矩脉动的情况得到了良好的改善,则可以进一步提高了其与抽油机匹配运行时的整体效率。对于油田降低开采成本,实现节能增产^([1-2])具有重大意义。

一种优化开关磁阻电机换相区控制策略的高效率转矩分配函数

转矩分配函数被广泛应用于抑制开关磁阻电机的转矩脉动。然而,输入相转矩跟踪不足或者输出相产生较大的负转矩这两种情况通常会导致电机的转矩脉动难以得到有效抑制,并降低电机的运行效率。因此,为了能够有效降低电机的转矩脉动并提高电机的效率,提出了一种新型的转矩分配函数控制策略。在提出的转矩分配函数控制策略中,电机的换相区域分为两个区域。在前一区域中,通过降低输入相转矩分配的比例,可以实现输入相实际转矩快速跟踪参考转矩,电机的转矩脉动有效降低。同时由于在输入相电感变化率较低时减少输入相分配的转矩,从而输入相的峰值电流随之降低,电机的转矩电流比提高。在后一区域中,将输出相的电流在转子对齐位置附近处减小到0,以避免产生较大的负转矩。因此,在所提出的方案下,电机的转矩脉动得到有效抑制,电机的效率也得到了提高。为了验证该方法的有效性,在一台12/8三相开关磁阻电机上进行了仿真和实验。结果表明,所提出的转矩分配函数控制策略能有效降低开关磁阻电机转矩脉动,也能有效地提高开关磁阻电机的运行效率。

模糊自抗扰优化开关磁阻电机速度环控制策略

开关磁阻电机因其结构为双凸极造成转矩脉动过大,且该系统具有严重的非线性,给定转速变化大,负荷扰动大,为克服这个问题应用模糊自抗扰控制方法,结合开关磁阻电机特性和机械运动方程,建立开关磁阻电机双闭环系统仿真模型,转速环采用自抗扰控制技术并使用模糊控制对其参数实施整定,转矩环采用直接瞬时转矩控制,仿真对比得出,相较于传统PI控制,模糊自抗扰控制能够有效改善调速性能,降低转矩脉动,表现出良好的抗干扰能力。

基于电流转矩协同控制的开关磁阻电机新型直接瞬时转矩控制策略

该文针对开关磁阻电机(switched reluctance motor,SRM)的直接瞬时转矩控制(direct instantaneous torque control,DITC)展开研究。由于SRM的强非线性及数字控制器控制带宽的有限性,传统DITC存在电流脉冲大、系统损耗高、转矩脉动大等问题。针对这些问题,该文在脉冲宽度调制DITC(pulse width modulation,PWM-DITC)基础上提出一种基于电流转矩协同控制的新型DITC策略。该策略创新性地引入电流误差作为开关导通依据之一,在控制转矩的同时实现对电流脉冲的抑制,完成平稳换相。同时,该策略在开关导通规则中设计与具体工况相关的参数,降低转矩脉动。在此基础上,该文又提出一种开通角迭代更新方案,实现系统效率提升。相比传统PWM-DITC,该策略可有效降低换相区间内电流脉冲,提升系统运行效率,同时显著降低转矩脉动。最后,通过实验验证所提策略的有效性。

基于自抗扰滑模控制的开关磁阻电机转矩分配控制策略

针对开关磁阻电机运行时存在的转矩波动大与外部干扰下电机运行不稳定等问题,该文提出了一种基于自抗扰滑模控制的开关磁阻电机转矩分配控制策略。由于传统滑模控制中趋近律采用的符号函数引起系统振荡频率高,造成被控对象抖振大,该文采用新型滑模趋近律,用平滑函数代替符号函数,并引入状态变量,同时提升了响应速度并降低抖振;此外,为了解决开关磁阻电机外部干扰对电机运行带来的稳定性问题,该文设计了一种自抗扰扩张状态观测器,这种观测器可以实现对负载扰动的实时观测,将观测值作为滑模速度控制器的前馈补偿,减小电机固有参数不确定对控制系统的影响。最后,通过仿真和实验验证了所提出的方案能够有效地改进控制系统在不同工况下的动态性能。

开关磁阻电机无位置传感器控制策略研究

针对开关磁阻电机无位置传感器下的转子位置还原,提出一种基于电流上升时间监测的无位置传感器控制策略,该策略包含初始位置检测、电机启动运行、转子位置重构和调速控制几个部分。首先离线测得电机在特殊位置时滞环带宽内的电流上升时间,作为初始阈值用于电机启动;接着分别对各相绕组注入小电流,比较各相电流在滞环带宽内的上升时间进行初始位置分区;然后将转子从电感下降区进入电感最小区起始点作为特征点,利用初始阈值启动电机并在电机运行过程中依据实时工况更新特征点处时间阈值作为下一周期的检测特征;最后通过检测特征点位置信号对转子进行位置重构和转速估算实现换相与调速。仿真与实验结果验证了所提出控制策略的有效性与准确性。

开关磁阻电机伺服控制策略研究

针对开关磁阻电机在机器人关节伺服系统应用中的非线性问题,研究构建精确电机模型并优化控制算法以满足高响应速度和输出稳定性需求。本研究针对开关磁阻电机在机器人关节伺服系统中的应用,设计并仿真了一种改进型控制系统。首先,创新性地引入模糊控制理论,设计了以SRM位置和位置变化率为输入、期望转矩为输出的模糊控制器,用于优化位置环控制。此外,利用预测控制理论,构建了电流变化率的预测控制模型,通过精确调控各相PWM输出的占空比,减少电机转矩脉动,增强系统输出稳定性。仿真结果显示,改进后的伺服控制系统在响应速度、超调量和转矩波动等方面均有显著改善,验证了该设计方案的有效性和优越性。

面向波浪发电优化控制的开关磁阻发电机四象限推力分配策略

直线开关磁阻发电机(LSRG)由于其成本低、可靠性高,十分适合直驱式波浪发电的应用场合。为了提升波浪能的捕获效率,波浪发电装置需要采取优化控制策略来主动地改变浮体-波浪间的相互作用,此类策略要求电机在全部四个象限下具备推力指令跟踪的功能。然而,现有的波浪发电LSRG往往工作在固定开通-关断角的模式下,无法满足这一要求。为此,该文提出一种基于优化推力分配函数的LSRG控制方案,以使电机在四象限下以最小的推力波动实现推力指令跟踪。提出考虑直流电压受限这一约束条件的优化推力分配函数,并进一步讨论其在四象限下的实现方案。搭建LSRG-永磁同步电机对拖实验平台以模拟实际波浪发电工况,在恒定速度、阻尼控制和谐振控制的运行条件下,验证了所提出控制方案的有效性。

基于双滑模控制器的开关磁阻电机调速策略

针对开关磁阻电机(switched reluctance motor,SRM)传统滑模控制方法响应速度慢、抖振大且鲁棒性差的问题,该文提出一种基于双滑模控制器的开关磁阻电机调速策略。首先,设计全局积分滑模速度控制器(global integral sliding model speed controller,GISMSC),消除系统到达滑模面的过程,提高响应速度和鲁棒性,并通过改进趋近律来减小滑模抖振;其次,设计扰动滑模观测器(disturbance sliding mode observer,DSMO),对负载和未知扰动进行观测,并前馈补偿至全局积分滑模速度控制器中,进而复合构成双滑模速度控制器,并将其作为速度外环与模型预测控制(model predictive control,MPC)相结合,减小转矩脉动的同时提升其调速性能;最后,仿真和实验考虑到转速和负载突变以及电机参数失配等情况,结果表明,所提方法不仅提高了系统调速性能,减小了转矩脉动,而且克服了电机内部参数变化和外部扰动的影响,使系统具备更强鲁棒性。