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时间:2019-03-16
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1、硕士学位论文开关磁阻起动/发电系统控制策略研究RESEARCHONCONTROLSTRATEGYFORSTARTER/GENERATORSYSTEMOFSWITCHEDRELUCTANCEMOTOR姜宏宇哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号:TM352学校代码:10213国际图书分类号:621.3密级:公开工学硕士学位论文开关磁阻起动/发电系统控制策略研究硕士研究生:姜宏宇导师:贵献国副教授申请学位:工学硕士学科:电力电子与电力传动所在单位:电气工程系答辩日期:2018年6月授予学位单位:哈尔滨工业大学Clas
2、sifiedIndex:TM352U.D.C:621.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONCONTROLSTRATEGYFORSTARTER/GENERATORSYSTEMOFSWITCHEDRELUCTANCEMOTORCandidate:JiangHongyuSupervisor:Asso.Prof.GuiXianguoAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpeciality:PowerEl
3、ectronicsandElectricalDrivesAffiliation:Dept.ofElectricalEngineeringDateofDefence:June,2018Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要起动/发电系统(IntegratedStarter/Generator,ISG)集起动和发电功能于一身,具有高效率和高经济性的特点。开关磁阻电机(SwitchedReluctanceMotor
4、,SRM)具有较高的可靠性,较低的系统损耗,简单的结构,起动和发电功能切换方便,在未来的ISG方面有着良好的应用前景。而开关磁阻起动/发电系统(SwitchedReluctanceStarter/Generator,SRS/G)的控制参数优化问题和转矩脉动抑制问题都是应用过程中需要解决的难题,并已经成为SRS/G的研究热点。本文首先对SRS/G的结构和工作原理进行分析,然后基于SRM的基本方程和理想线性模型,研究了电感、磁链和转矩的变化规律。然后分别分析了角度位置控制方案和电流斩波控制方案在发电和电动运行时的控制原理
5、和特点。针对SRM发电开关角的优化问题,本文重点研究了基于发电功率最大的开关角优化方式。通过仿真对开关角对输出电磁转矩的影响进行分析,结合电动平均电磁转矩公式,分析推导了发电平均电磁转矩公式。然后基于电流电感的位置关系和发电区间的利用率,通过理论分析,得出最大电磁转矩对应开关角的优化方法。之后详细阐述了SRM发电仿真模型的搭建过程,并通过仿真研究了SRM发电系统的稳态性能和动态性能。针对SRM电动运行时转矩波动过大的问题,提出了一种瞬时转矩控制策略。通过引入转矩环,对转矩进行闭环控制,并利用转矩分配的思想,在两相同时
6、导通和单相导通时,按照正弦转矩分配函数为导通相分配期望转矩。然后利用双限值滞回比较的方法,控制各相的开关状态,进而控制合成转矩。分析了电流斩波控制模型和瞬时转矩控制模型,并在仿真中比较了二者的转矩控制性能,证明了瞬时转矩控制策略对转矩脉动抑制的有效性。最后,在研制的系统实验平台上,进行系统的起动和发电实验,证明了理论分析的正确性并实现了系统的起动和发电功能。关键词:开关磁阻电机;起动/发电系统;开关角优化;瞬时转矩控制-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractIntegratedstarter/genera
7、torsystem(ISG)bothhasthestartingandgeneratingfunction,anditisefficientandeconomic.Switchedreluctancemotor(SRM)hashighreliability,lowloss,simpleconstructions.Itiseasytochangebetweenstartingandgenerating,whichisverysuitabletobeusedinthestarter/generators.Whileiti
8、saproblemtooptimizethecontrolparametersandtodepressthetorqueripple,whichhasbecomethehotresearchesofswitchedreluctancestarter/generator(SRS/G).Theconstructionandworkingprinci
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