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开关磁阻电机调速系统中功率变换器的仿真与研究 开关磁阻电机调速系统中功率变换器的仿真与研究

格式:word 上传:2022-06-24 20:03:59

《开关磁阻电机调速系统中功率变换器的仿真与研究》修改意见稿

1、“.....它融合了交流变频调速系统直流调速系统及无换相永磁电机调速系统的诸多优点。交流变频调速直流无刷等系统已经经历了几个阶段的开发和研究,在应用领域己处于领先地位。开关磁阻电机调速系统则是随乙而上的又调速驱动系统,涉及到微电子电力电子微机实时控制机械制造机电体化及工程应用等众多学科领域,具有广阔的发展前景。目前,开关磁阻电机在国外己经得到了很大的发展,并应用到了很多领域。而其在中国发展的相对比较晚,但经过多年的发展,开关磁阻电机在国内也取到了很大的发展。由于本身复杂的非线性特性,使得研究过程和控制过程存在很多的问题。随着电力电子电机学微电子控制理论等的众多学科的发展,对的研究己经取得了很大的发展。相信在未来的发展中,随着广泛应用会愈来愈凸显它的优势......”

2、“.....开关磁阻电机调速系统是继交流变频调速直流无刷调速等系统之后发展迅速的最新代调速驱动系统,其结构简单起动电流小节能效率高调速范围宽可控性好可靠性高等性能优点使开关磁阻驱动系统成为未来调速驱动的发展方向。在各种需要调速和高效率的场合,从小功率电机到大功率电机,均能提供所需的性能要求。随着电力电子技术和微电子技术的迅猛发展,开关磁阻电机获得了巨大的发展,已成功地应用到了许多领域,比如航空工业电动车驱动家用电器机械传动等各个领域,功率范围从,最大转速已达到。开关磁阻电机调速系统简述开关磁阻电机调速系统,简称,是八十年代中期发展起来的新型调速系统。它将开关磁阻电动机与现代电力电子技术控制技术融为体,兼有异步电动机变频调速系统和直流电动机调速系统的优点,已成为当代电气传动的热门课题之。这里主要介绍下开关磁阻电机调速系统的基本构成和开关磁阻电机的优缺点......”

3、“.....图的基本组成电机电机是整个调速系统的执行机构,是能量转换的关键,系双凸极可变磁阻电动机,其定转子的凸极都是用普通硅钢片叠压而成。转子没有绕组也没有永磁体,定子极上绕有集中绕组,径向相对的两个绕组可串联或并联构成对磁极,称为相。可以设计成多相结构,且定转子的极数有多种不同的搭配。相数多,步距角小,有利于减小转矩脉动,但结构复杂,且主开关器件多,成本高。因此电机定转子的极数应当按使用的场合合理确定。功率变换器功率变换器是整个系统能量的提供者,在整个开关磁阻电机的调速系统中占据非常重要的位置。个合适的功率变换器的结构是提升整个性价比的关键因素。作为种理想的功率变换器,它应当具有高效控制方便主开关器件少价格低等显著特点。具体的功率变换器类型我会在下面的篇幅中做些简单的介绍......”

4、“.....把位置传感器速度电流电压速度等信号进行综合处理后,对每个模块发送控制命令,控制功率变换器主开关元件的通断,进而来实现控制整个调速系统的。电流检测电流检测可以检测到通过电机相绕组的电流大小,实现系统电流反馈。位置检测电路开关磁阻电机的检测转子位置的信号是功率变换器各相主开关器件逻辑切换能够正确的基上,位置闭环也是开关磁阻电机调速系统区别于传统的交宜流调速系统的重要表现。位置检测电路的作用是用来确定定子和转子的相对位置的,检测到的信号用来控制对应相绕组开关器件的通断,从而控制电机的运行状态。目前常见的位置传感器有光电式光敏式磁敏式等不同结构。为了降低成本,降低结构复杂性,提高系统稳定性,近年来无位置传感器的转子位置检测方法越来越受到国内外研究者的重视。开关磁阻电机调速系统的优缺点开关磁阻电机调速系统的优势如下开关磁阻电机为双凸极结构,只有定子上有集中绕组,而转子没有绕组......”

5、“.....工作可靠,成本低廉,易于维护。的转子上基本没有涡流损失,因而具有较高效率。转子无绕组,易实现高转速。转子的凸极结构,使他的转动惯量比较小,容易快速响应。调速范围宽,在整个调速范围内都能维持高效率,节能效果非常。本文只给出关断角为度和度时的仿真波形。仿真波形如图和图所示。图导通角为度,关断角为度的仿真结果图导通角为度,关断角为度的仿真结果本实验进行了多组参数的仿真,本文只给出部分仿真数据,见表表固定导通角,调节关断角仿真数据表时间磁链转矩电流通过对多组波形和数据的对比分析,可以看出时,电机以及功率变换器的各项性能指标都快要超出系统允许的范围,若再减小的值,则系统会很快进入不稳定的工作状态,由此可以确定出的最小值为。下面来分析空载状态和负载状态下的各种数据空载运行时的状态低速状态时图低速状态下的仿真结果从图中可以看出采用的是电流斩波控制,把电流限制在,转速较小......”

6、“.....在前相开关恃即将关断的时候,后相开关管打开,磁通处于直处于上升状态。转距方面,只有当绕组电感随转子位置而增大时给绕组通电才能产生正向转矩。转速由于负载转矩为零,电机处于加速状态,转速比较小。高速运行图高速状态下的仿真结果从图中可以看出在高速运行时采用的是角度控制,磁通变化的趋势受到控制,电流和转矩随之变化。由于反电动势比较大,电流受到了限制,并且在达到最大之后由于电感的增加,电流下降。负载运行时的各项数据把负载转矩设置为,仿真运行后,观察各相数据。图负载为时仿真后的各项数据在负载运行时,达到高速时转速比空载时略有下降,转矩经过启动时的大转矩后保持慢慢变小。改变反馈的角度,观察各相数据的变化角度反馈改为开通角为度,关断角改为度,仿真运行,观察分析各相数据。图导通角为度,关断角为度的仿真结果通过仿真发现,增加关断角后转速提高......”

7、“.....并且根据电流的大小推断出控制方式为电流斩波控制。改变角度反馈开通角为度,关断角为度,进行仿真,观察并分析各相数据。图导通角为度,关断角为度的仿真结果可以看到稳定之后的转速略有提高,电流最小已不能达到零值。图和图没有太大的变化。将导通角改为度,关断角改为度,观察分析各项数据。图导通角为度,关断角为度的仿真结果可以看出稳定状态下电机的转速明显下降,并且稳定状态下的最大转矩下降,且在低速时控制方式为电流斩波控制,在高速状态采用的是角度控制。本章小结本章介绍了所作的仿真模型,显现了强大的能力,较为详细的介绍了所作的模型中的功率变换器部分。在仿真中,分析了导通角和关断角的范围,介绍了在有载和空载情况下的磁通电流转矩和转速的数据并进行了简要分析。总结和体会设计总结科技的进步是人类的生活和生产水平得到了极大的提高,使生产效率更有了非常广阔的提升空间,就是其中的个体现......”

8、“.....功能和控制方式也愈加完善,种更好的更完善的控制方式展现在了我们面前。为了在本科阶段更好的了解有关电机控制的先进方法,我的毕业设计课题为开关磁阻电机调速系统功率变换器的研究与设计,通过这段时间的学习和研究,我前所未有的感觉到我的学习和实际生产生活只隔着层窗户纸。本设计通过应用工具完成,要求通过工具仿真出个的模型,其中功率变换器是主要部分。仿真模型完成后,根据仿真结果,分析开关磁阻电机调速系统功率变换器的设计原则和调速系统的控制万式,对开关磁阻电机运行状态进行仿真研究。我在低速和高速状态下分别进行了仿真运行,得到了在低速和高速下调速系统不同的控制方式。并且得到了电机转矩磁通电流和转速的变化趋势。在负载和空载情况下分别进行了仿真分析,得出了结果。但是,坦白的讲,本次的毕业设计还存在丝瑕疵采用的不对称半桥电路仅适合在高电压大功率和相数较少的情况下应用......”

9、“.....所以成本比较高。今后对功率变换器的研究将在主开关器件的数目电路简单性和通用性的基础上进步考虑适应性,以在各种情况下都能稳定运行,是仍然值得在毕业后思考的问题。也正因如此,我也要保持不断学习的的脚步继续进步。个人体会通过本次设计我明白了书本上的知识不等于自己的能力,书上的知识是理论基础,仅仅是基础而己。若想让自己学习到的知识有用武之地,在生产生活中应用起来,必须经过长期的不断的实践,亲手把它运用到实践中才能算是真正的学会和掌握。通过此次课程设计,我学习到了开关磁阻电机的基本原理和开关磁阻电机控制系统的组成和控制方式,学习到了多种功率变换器的主电路和它们的优缺点。在仿真过程中,由于不仔细多用了很长的时间,面对不知名的仿真连线,点滴的排查,从连线到设定值排查,在最后也终于成功了。这就要求我们在平常的生活学习中,定要保证细心,养成细致的好习惯。如果用句话来概括本次的设计......”

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