開關(guān)磁阻電機(jī)輕載效率優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、開關(guān)磁阻電機(jī)具有無需稀土，啟動力矩大，控制靈活，可靠性高，調(diào)速性能好等特點，在電動車領(lǐng)域越來越受到關(guān)注，應(yīng)用前景較為廣闊。然而，開關(guān)磁阻電機(jī)的高度非線性使得控制技術(shù)較為復(fù)雜，很多技術(shù)指標(biāo)仍然沒有達(dá)到最優(yōu)。開關(guān)磁阻電機(jī)的輕載效率決定電動車?yán)m(xù)航里程，為了促進(jìn)開關(guān)磁阻電機(jī)在電動車領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展，本文對提高輕載效率的控制策略進(jìn)行了研究。
　　論文首先闡述了開關(guān)磁阻電機(jī)的工作原理、數(shù)學(xué)公式和調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。在此基礎(chǔ)上，針對傳統(tǒng)解析法存在的問

2、題，提出了非線性電感模型，并在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)出角度優(yōu)化解析公式。利用二次多項式對小電感區(qū)電感數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，以效率最優(yōu)為目的，分別對輕載狀態(tài)下不同工作模式的開通角和關(guān)斷角計算公式進(jìn)行了推導(dǎo)。在現(xiàn)有開關(guān)磁阻電機(jī)仿真系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，加入了角度優(yōu)化模塊，分別從相電流和效率的角度同傳統(tǒng)解析法進(jìn)行了對比，并對調(diào)節(jié)占空比和調(diào)節(jié)關(guān)斷角兩種限速方式進(jìn)行了對比分析。然后在以STM32F103微處理器為核心的嵌入式平臺上設(shè)計了開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)控制軟件，實現(xiàn)了

3、控制開關(guān)磁阻電機(jī)運行的基本功能和開關(guān)角的在線優(yōu)化調(diào)整。
　　最后在STM32F103為核心控制器的系統(tǒng)平臺對加入角度優(yōu)化算法后的相電流和效率進(jìn)行測試，測試采用12/8結(jié)構(gòu)、500W開關(guān)磁阻電機(jī)。相電流測試表明，角度優(yōu)化算法計算得到的開通角和關(guān)斷角優(yōu)于傳統(tǒng)解析法。效率測試表明，在使用角度優(yōu)化算法后，在1.0N·m～1.6N·m負(fù)載區(qū)間內(nèi)，效率提升小于2％，這是由于在這段效率區(qū)間內(nèi)固定角度方案的開關(guān)角和最優(yōu)開關(guān)角比較接近，使得優(yōu)化空間