开关磁阻电机的原理及其操控办理体系开关磁阻电机年代初跟着电力电子微电脑和操控理论的迅速发展而发展起来的一种新式调速驱动体系具有结构简略运转牢靠本钱低功率高级杰出长处现在已成为沟通电机调速体系直流电机调速体系无刷直流电机调速体系的强有力的竞争者一开关磁阻电机的作业原理开关磁阻电机的作业原理遵从磁磁阻最小原理即磁通总是要沿着磁阻最小途径闭合因而它的结构原则是转子旋转时磁路的磁阻要有尽可能大的改变所以开关磁阻电动机选用凸极定子和凸极转子的双凸极结构而且定转子极数不同开关磁阻电机的定子和转子都是凸极式齿槽结
开关磁阻电机的原理及其操控办理体系 开关磁阻电机 80 年代初跟着电力电子、微电脑和操控理论的迅速发展而发 展起来的一种新式调速驱动体系。具有结构相对比较简略、运转牢靠、本钱低、功率高级 杰出长处， 现在已成为沟通电机调速体系、 直流电机调速体系、 无刷直流电机调 速体系的强有力的竞争者。 一、开关磁阻电机的作业原理 开关磁阻电机的作业原理遵从磁磁阻最小原理， 即磁通总是要沿着磁阻最小 途径闭合。因而，它的结构原则是转子旋转时磁路的磁阻要有尽可能大的改变。 所以开关磁阻电动机选用凸极定子和凸极转子的双凸极结构， 而且定转子极数不 同。 开关磁阻电机的定子和转子都是凸极式齿槽结构。 定、转子铁芯均由硅钢片冲成 必定形状的齿槽，然后叠压而成，其定、转子冲片的结构如图 1 所示。 图 1：开关磁阻电机定、转子结构图 图 1 所示为 12/8 极三相开关磁阻电动机， S1. S2 是电子开关， VD1, VD2 是 二极管， 是直流电源。 电机定子和转子呈凸极形状， 极数互不持平， 转子由叠片构成， 定子绕组可 依据本身的需求选用串联、 并联或串并联结合的方式在相应的极上得到径向磁场， 转子 带有方位检测器以供给转子方位信号， 使定子绕组按必定的次序通断， 坚持电机 的接连运转。 电机磁阻跟着转子磁极与定子磁极的中心线对准或错开而改变， 因 为电感与磁阻成反比，当转子磁极在定子磁极中心线方位时，相绕组电感最大， 当转子极间中心线对准定子磁极中心线时，相绕组电感最小。 当定子 A 相磁极轴线 OA 与转子磁极轴线 合上， A 相绕组通电，电动机内树立起以 OA 为轴线的径向磁场，磁通经过定子扼、定 子极、气隙、转子极、转子扼等处闭合。经过气隙的磁力线是曲折的，此刻磁路 的磁导小于定、 转子磁极轴线重合时的磁导， 因而，转子将遭到气隙中曲折磁力 线的切向磁拉力发生的转矩的效果，使转子逆时针方向滚动，转子磁极的轴线 向定子 A 相磁极轴线 OA 趋近。当 OA 和 O1 轴线重合时，转子己到达平衡 方位，即当 A 相定、转子极对极时，切向磁拉力消失。 此刻翻开 A 相开关 S1, S2， 合上 B 相开关，即在 A 相断电的一起 B 相通电，树立以 B 相定子磁极为轴线的 磁场，电动机内磁场沿顺时针方向转过 300，转子在磁场磁拉力的效果下持续沿 着逆时针方向转过 15,。依此类推，定子绕组 A-B-C 三相轮番通电一次，转子逆 时针滚动了一个转子极距 Tr(T.=2 π/N,) ，关于三相 12/8 极开关磁阻电机， T=3600/8= 45o ，定子磁极发生的磁场轴线空间角。可 见，接连不断地按 A-B-C-A 的次序别离给定子各相绕组通电，电动机内磁场轴 线沿 A-B-C-A 的方向不断移动，转子沿 A-C-B-A 的方向逆时针旋转。假如按 A-C-B-A 的次序给定子各相绕组轮番通电，则磁场沿着 A-C-B-A 的方向滚动， 转子则沿着与之相反的 A-B-C-A 方向顺时针旋转。 二、开关磁阻电机的操控原理 传统的 PID 操控一方面参数的整定没有完成自动化，另一方面这种操控必 须准确地确认目标模型。而开关磁阻电动机 ( SRM) 得不到准确的数学模型 , 控 制参数改变和非线性 , 使得固定参数的 PID 操控不能使开关磁阻电动机操控系 统在各种工况下坚持规划时的功能指标。 含糊操控器是一种近年来发展起来的新式操控器， 其长处是不要把握受控 目标的准确数学模型， 而依据人工操控规矩安排操控决策表， 然后由该表决议控 制量的巨细。因而选用含糊操控 , 对开关磁阻电动机（ SRM ）来操控是改进系 统功能的一种途径。但在实践中发现 , 惯例含糊操控器的规划存在一些缺乏 , 如 操控表中数据有跳动 , 滑润性较差 , 这对操控效果有影响。 含糊操控和 PID 操控两者结合起来 , 扬长补短，将是一个优异的操控战略。 其理由是： 榜首， 由线性操控理论可知 , 积分操控效果能消除稳态差错 , 但动态呼应慢 , 份额操控效果动态呼应快 , 而份额积分操控既能取得较高的稳态精度 , 又能具有 较高的动态呼应。因而 , 把 PI 操控战略引进 Fuzzy 操控器 , 构成 Fuzzy- PI 复 合操控 , 是改进含糊操控器稳态功能的一种途径。 第二，添加含糊量化论域是进步含糊操控器稳态精度的最直接的办法 , 但这 种办法要增大含糊推理的核算量 , 何况量化论域的添加也不是无止境的。 选用含糊 + PI 操控的开关磁阻电机调速体系框图如图 2 所示。 图 2 ：开关磁阻电机调速体系框图 1、从属函数与操控规矩的确认 考虑到电机转速误差规模大及高精度的特色 , 将误差变量、 误差改变率及 操控量的论域界均定为 17 个等级。 {-8,-7,-6, -5,-4,-3, -2,-1,0,1,2,3,4,5,6,7,8} 将误差变量、误差改变率及操控量的含糊言语值均分为九档 { 负大 ,负中 ,负小 ,负很小 ,零,正很小 ,正小 ,正中 ,正大 } {NB, NM, NS, NVS, ZO, PVS,PS,PM,PB} 误差变量、误差改变率及操控量的含糊子集的从属函数的形状均选为三角形 如图 3 所示。 图 3：均匀分布从属函数图 含糊操控器的操控规矩是依据专家或操作者的经历得出， 操控规矩的生成方 法有许多。本文学习惯例含糊操控器规划经历并依据体系阶跃信号的呼应确认模 糊操控规矩表如表 1 所示： E U NB NM NS NVS ZO PVS PS PM PB NB PB PB PM PM PS PS PVS ZO ZO NM PB PM PM PS PS PVS PVS ZO ZO NS PM PM PS PS PVS PVS ZO NVS NVS NVS PM PS PS PVS PVS ZO NVS NVS NS EC ZO PS
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