开关磁阻电机在线最优开关角算法实现.pdf

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1、开关磁阻电机在线最优开关角算法实现张庆学，王进野，孙华杰，高士君(山东科技大学信息与电气工程学院，山东泰安271019)OnlineOptimalSwitchingAngleAlgorithmofSwitchedReluctanceMotorZHANGQing—xue，WANGJin—ye，SUNHua—jie，GAOShi—jun(CollegeofInformationandElectricalEngineering，ShandongUniversityofScienceandTechnology，

2、Tai’an271019，China)摘要：利用开关磁阻电机线性简化模型中开关时问造成的磨损使气隙不均。以上因素严重制约着角之间的关系，对非线性饱和模型进行一定的修正，开关磁阻电机的开发周期和调速性能口]。因此，在求得最优开通角和关断角，并通过在线迭代保持SRM整体驱动性能的前提下，使用一种在线算法加以实现。计算最优开关角的算法。关键词：开关磁阻电机；最优开关角；迭代算法1最优开关角理论推导中图分类号：TM352文献标识码：A由于SRM内部电磁关系呈高度饱和与非线文章编号：1001—2257(2013)

3、02—0024—03性，SRM的输出功率(或转矩)与开关角之间十分复Abstract：Throughtherelationshipbetween杂。目前，对于SRM最优开关角规律的推导多是theswitchinganglesofasimplifiedlinearmodel基于数值分析的方法。对基于线性化假设的SRMandcertainamendmentstononlinearsaturation的开关角最优化问题进行了详细的论述，并且推导modelofswitchedreluctancemotor，we

4、obtainthe出对于线性化假设的SRM开关角的最优化结optima[turn一0nangle02nandturn—offanglef论跚。要使线性化SR电机在调速范围内运行效率andachieveditthroughonlineiterativealgorithm．最佳，则关断角‰满足下列条件：Keywords：switchedreluctancemotor；opti—(0q—o)2一(一‰)3mumswitchangle；iterativealgorithm为电机定子、转子极中心线对准的位置；0q

5、为SRM电流脉冲的回零点位置，与开通角0。，关断0引言角有关。电感曲线与电流脉冲波形如图1所示。开关磁阻电机(SRM)是个多变量、强耦合的非L，／线性控制对象，其可控变量的控制方式一般分为3种，即角度位置控制方式(APC)、电流斩波控制方式(CCC)和电压斩波控制方式(CVC)。／0。00。0。030。000电机低速运行特别是在启动时，多采用电流的图1电感、电流曲线斩波控制，获取恒转矩的机械特性。中高速运行时，SRM的最佳开关角控制规律：线性模型得到的一般采用角度位置控制方式。传统的角度位置控制结论是最

6、佳关断角随开通角呈线性变化；而非线性方式在软件实现时，多采用在线查询控制参数(。，仿真方法得到的结论是，当开关角在较大的范围内)的自调整方法。然而在对电机进行实际软件编变化时，最佳关断角总是处于在一个相对较小的范程时，需要现场获取大量的测量数据。同时，又由于围内。非线性仿真方法无法得到一个像线性方法一在测量过程中，电机存在磁饱和、铁损和漏磁等不能样简洁而带有普遍意义的结论。显然，这两者的差完全考虑的因素，特别是因为制造工艺或电机齿随别在于：是否计及定子电阻压降；是否计及SRM的收稿日期：2O12—09—

7、07非线性饱和特性。·24·《机械与电子}2013(2)磁阻电通过大量仿真计算，对于饱和状态的SRM最将代人式(2)中，就可以得到SRM饱和运行佳开关角控制规律，不妨先假设有式(1)所表示的与时的最佳开关角的控制规律_4]：线性分析类似的最佳开关角控制规律_3]：(一(14)。ff—Oo)／h3⋯(一(2)一)3⋯0ff由式(14)，在已知，和E的情况下，便可以将电感的不对称和因饱和边缘效应引起的电感得到在非线性饱和状态下。和之间的近似线性曲线偏移这2个因素归结为对0的修正，即关系。一一E(3)在固定开

8、通角的情况下，连续不断地改变导通E与绕组关断角位置的磁链(或电流)有关，角]。电压方程可以近似表示为：经过大量计算和分析发现，E的取值为：8jdi—L·ida(15)一===(／)(0o-0)／12(4)adf为绕组关断时刻的磁链值；为电机在对为电机绕组的端电压；为定子侧磁链；L齐位置时，定子磁密度为最大值B(一般为2．1T)为定转子齿对槽的最小电感。两边同乘，并求解对应的相磁链值。d得至0：为修正由定子电阻压降因素引起的误差，可从dO=·