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《（电机与电器专业论文）无轴承开关磁阻电机悬浮负载控制策略研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、南京航空航天大学硕士学位论文*摘要无轴承开关磁阻电机集磁轴承和开关磁阻电机的优点于一身，在高速机床、涡轮分子泵、离心机、飞轮储能、航空高速、超高速起动/发电机等领域极具应用潜力。为了优化无轴承开关磁阻电机的悬浮性能，提高其径向悬浮力和转矩的抗干扰能力，拓展其工作范围，本文对无轴承开关磁阻电机悬浮负载控制策略进行了深入研究。首先对两种典型的无轴承开关磁阻电机数学模型进行了研究，从模型精确性的角度对二者进行了对比分析，给出了各自的电感、悬浮力系数和转矩系数的曲线图。在此基础上，系统地推导了无轴承开关磁阻电机悬浮负载控制策略，给出了控制量的优化流程图、优化曲面图和
2、系统控制框图。针对上述控制策略存在公式推导繁琐、控制模型复杂、对控制器的存储资源要求高等局限性，本文将模糊控制理论引入到无轴承开关磁阻电机控制系统中。根据电机多变量、高度非线性和强耦合的特点，设计了适用于该电机的模糊控制器。基于该模糊控制器，分别实现了电机空载、施加悬浮力负载和转速突变条件下的稳定悬浮。实验结果证明了本文设计的模糊控制器的有效性。此外，本文在悬浮绕组采用三相半桥功率变换器的情况下，对电机悬浮绕组结构进行了优化。由于三相半桥变换器存在两个分裂电容，其中点电压在负载不对称时会发生漂移，严重时会影响电机的稳定运行。本文通过优化电机悬浮绕组结构，得到
3、了一组适用于三相半桥变换器的最优绕组结构。基于优化后的悬浮绕组结构，大幅度地减小了三相半桥变换器中点电压的波动，实验结果验证了理论分析的正确性。关键词：开关磁阻电机，无轴承，数学模型，控制策略，模糊控制，绕组结构，中点电压————————∗本课题受航空科学基金（05F52040）资助i无轴承开关磁阻电机悬浮负载控制策略研究*ABSTRACTBearinglessSwtichedReluctanceMotor(BSRM)integratestheadvantagesofmagneticbearingsandSwitchedReluctanceMotor(SRM
4、),andhasgreatappliedpotentialinmachinetoolswithhighspeed,turbinemolecularpump,eccentricmachine,flywheel,aeronautichighspeedandsuperhighspeedstarter/generatorsystem.Foragoodsuspensionperformanceandanti-jammingabilitiesofradialforcesandtorque,thecontrolstrategywithradialloadisstudied
5、,whichcanalsoexpandtheoperatingareaofBSRM.Twoclassicalmathematicmodelsareintroducedbyanalyzingtheaccuracyofthetwomodels.Theinductances,coefficientsofradialforces,andcoefficientsoftorquearegiventocomparethetwomodels.Basedontheaboveanalyse,acontrolstrategyforBSRMwithradialloadisstudi
6、edindetail.Theoptimizedflowchartandmapsofcontrolparametersandcontrolschemearegiven,respectively.Duetothelimitationsoftheabovecontrolstrategysuchascomplicatedformulaededuction,complexcontrolmodels,andhighdemandofcontrollerresourcesstoragecapacity,fuzzylogiccontrolisintroducedtosolve
7、theseproblems.Accordingtoitsmulti-variable,nonlinearandhighcoupling,afuzzylogiccontrollersuitableforBSRMisdesigned.TheBSRMcouldoperatestablywiththeabovefuzzylogiccontrollerunderno-load,exertingradialloadandstepaccelerationrespectively.Experimentsidentifytheeffectivenessofthefuzzylo
8、giccontroller.Theradialwin
