simulink中的开关磁阻电机的模型及其改进

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1、Simulink中的开关磁阻电机的模型及其改进边敦新，董宝香，徐丙垠(山东理工大学，电气与电子工程学院，山东淄博，255049)E-mail:dxbian@163.net摘要:本文介绍了MATLAB仿真环境Simulink6.4中所带的开关磁阻电机的仿真模型，对模型的建立、参数的设置等进行了说明，并且提出了在此模型的基础将6/4极模型改造为12/8极电机的方法，并对提出的改进进行了验证。关键词:开关磁阻电机，仿真模型SwitchedReluctanceMotorinSimulinkanditsImprovementBianDunxin,DongBaoxiang,XuBingyin(

2、DepartmentofElectricalandElectronicEngineering,ShandongUniversiyofScienceandTechnology，Zibo,P.R.China,255049)Abstract:TheSwitchedReluctanceMotor(SRM)Simulinkmodelisintroducedinthepaper.Thedetailsofthecreation,parametersettingandrealizationarepresented.An12/8SRMmodelisobtainedandisverifiedbythe

3、oryandsimulation.Keywords:SwitchendReluctanceMotor,SimulationModel1引言MATLAB是常用的工程软件，其中的Simulink提供了一种图形化、模块化的仿真工具，SIMULINK目前已经提供了几十个工具箱（TOOLBOX）为各个工程技术领域的科研和技术人员提供简单易用的仿真软件。其中的SimPowerSystems工具箱为电力电子，电力系统及电力拖动等领域提供了大量的仿真模块，是电气技术及自动控制领域工程技术人员的常用的仿真工具。SimPowerSystems从4.2版（MATLAB2006Ra）开始提供了开关磁阻电机

4、的模型。在MATLAB中建立开关磁阻电机的仿真模型有很多文献介绍[1][2][3]，Mathworks公司最终选择了文献[1]的仿真模型。该模型有通用模型和专用模型两种型式，通用模型以电感参数的形式给出模型，专用模型则以磁链数据的形式给出模型。通用模型所需参数少，容易获得，能满足一般控制系统设计的需要；如果能得到比较准确的磁链数据，则专用的精度更高一些。2开关磁阻电机的模型的结构Simulink中的SRM模型可分为两部分，一部分与电力电子模型接口，另一部分根据绕组电压计算电机的运行数据。两部分间通过电流和电压接口相连接。电力电子部分与本文内容关系不大，不详细介绍。图1开关磁阻电机的

5、模型图1为Simulink中的开关磁阻电机部分的模型，定子绕组电压减去电阻压降得到绕组感应电势，该电势经过离散积分器后得到绕组磁链Flux，该磁链和转子位置角Teta经过ITBL二维查表得到绕组电流I，电流I和转子位置Teta经过二维查表TTBL得到电磁转矩，电磁转矩经过Sum求和得到总的电磁转矩，该电磁转矩经过机械运动部分得到机械运动的角速度w和位置角Teta。模型中的v、Flux、I等是向量，与电机的相数相等。二维查模块ITBL根据磁链和角度查找电流，TTBL根据电流和角度查找磁链。ITBL表的行向量是[0:PosSensor/180:PosSensor]，PosSensor是

6、电机的电感变化周期（度），列向量是[0:psim/100:psim]，psim是磁链的最大值，数据表的值是ITBLD，它是的电流矩阵。TTBL的行向量ITBL相同，列向量是[0:Im/100:Im]，Im是电流最大值，数据表的值是TTBLD，是的电流值。图2开关磁阻电动机的触发信号生成框图为了生成各相的触发信号，需要一个触发信号生成器，图2是一个6/4极三相SRM的触发信号生成电路。转子角速度w经过比例变换从rad/s变成deg/s，然后经过离散积分器得到三相相对位置，三相相对于对齐位置互差30度。由于电机模型中假定正方向转动时的触发顺序是向是A-B-C-A。因此A、B、C初始相对

7、位置角分别为0，60和30度，即B相滞后A相30度，C相超前A相30度。三相相对角度对90度求余得到0-90度范围内的角度值，该角度通过两个比较器与开通角alfa和关断角beta比较，当大于等于alfa或小于等于beta时输出1，否则为0，两路比较输出经过与操作，得到在开通角和管断角之间为1，其余为0的三相触发信号sig。图3开关磁阻电机的主电路模型图3所示是Simulink中一6/4极三相SRM主电路模型，触发信号G被分解为3路信号，分别驱动对应相桥臂的功率开关。每