基于DTC的开关磁阻电机转矩脉动抑制方法研究

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1、第30卷第3期2013年6月沈阳航空航天大学学报JournalofShenyangAerospaceUniversityV01．30No．3Jun．2013文章编号：2095—1248(2013)03—0032—06基于DTC的开关磁阻电机转矩脉动抑制方法研究宋受俊，王琛，葛乐飞，王路生(西北工业大学自动化学院，西安710072)摘要：开关磁阻电机(SRM)具有诸多性能优势，发展前景广阔，然而严重的转矩脉动极大地限制了其应用范围。对SRM直接转矩控制方法(DTC)进行了研究，对DTC的核心思想进行了介绍，给出了空间电压矢

2、量的选取原则。采用有限元法(FEM)和神经网络(NN)相结合的方法，在Mat-lab中搭建了一个四相8／6极SRM的动态仿真模型。在不同的工况下，对DTC的控制性能进行了仿真分析，结果表明，DTC的引入可以有效地抑制SRM的转矩脉动，同时保证系统具有良好的调速和带载能力。关键词：开关磁阻电机；转矩脉动；抑制；直接转矩控制；空间电压矢量；仿真中图分类号：TM352文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．2095—1248．2013．03．008Torqueripplereductionofswitchedrel

3、uctancemachinebasedonDTCSongShou-jun，WangChen，GeLe—fei，WangLu—sheng(SchoolofAutomation，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’all710072)Abstract：Switchedreluctancemachine(SRM)hasseveralperformanceadvantagesandbroadprospectfordevelopment，butseveretorqueripplelimit

4、sitsapplicationgreatly．Inthisarticle，thedirecttorquecontrol(DTC)ofSRMisstudied．Firstly，thecoreconceptofDTCisintroduced，andtheprincipleforselectionofspacevoltagevectorisgiven．Then，thedynamicsimulationmodelofa4phase8／6poleSRMisbuiltinManabbasedoncombinationoffinite

5、elementmethod(FEM)andneuralnetwork(NN)．Finally，thecon—trolperformancesofDTCalesimulatedandanalyzedunderdifferentworkingconditions．SimulationresultsshowthatDTCCaninhibitthetorquerippleofSRMeffectively，andensureexcellentabilitiesforspeedad—justmentandloadingsimulta

6、neously．Keywords：switchedreluctancemachine；torqueripple；inhibition；directtorquecontrol；spacevoltagevec—tor；simulation开关磁阻电机(SRM)转子上既无绕组也无永磁体，只在定子各极上绕有集中绕组，具有结构简单坚固、成本较低、控制灵活、可靠性高、调速范围宽、在整个调速范围内效率较高、易于冷却、适应恶劣环境等优良性能¨J，在多电飞机口J、电动汽车日J、风力发电HJ、主轴驱动bJ，家用电器Mo等领域具有广阔的应用前

7、景和巨大的发展潜力，近年来受到广泛关注。然而，与传统电机相比，SRM的双凸极结构和开关型供电特性导致其转矩脉动非常严重，直接影响着系统的输出特性，特别是低速时转矩脉动会导致速度振荡，很大程度上削弱了其在对动收稿日期：2013—01—03基金项目：国家自然科学基金(项目编号：51107100)；陕西省自然科学基金(项目编号：2011GQ7001)；教育部博士点基金新教师类(项目编号：20116102120033)；西北工业大学基础研究基金(项目编号：JC201119)；西北工业大学本科生毕业设计(论文)重点扶持项目作者简介

8、：宋受俊(1981一)，男，山西大同人，副教授，主要研究方向：电驱动系统设计、控制及性能计算，E—mail：sunnyway@nwpu．edu．ca。第3期宋受俊，等：基于DTC的开关磁阻电机转矩脉动抑制方法研究33态性能要求较高的伺服传动领域的竞争力。为了获取更好的动、稳态性能，进一步拓宽应用领域，SRM转矩脉动的