基于旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)的開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的速度控制

電氣傳動(dòng)2016年第46卷第9期

基于旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)的開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的速度控制

王家軍，王浩

（杭州電子科技大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院，浙江杭州310018）

摘要：針對(duì)開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的控制問(wèn)題，將交流電動(dòng)機(jī)控制中旋轉(zhuǎn)參考坐標(biāo)的理論引入開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的速度控制之中。通過(guò)旋轉(zhuǎn)參考坐標(biāo)的變換和一定的處理，可以將開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的電流參考值分解為相應(yīng)的相繞組電流，從而實(shí)現(xiàn)電流的滯環(huán)控制。這種控制方法不僅不需要開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的模型信息，同時(shí)也省略了開(kāi)關(guān)角的計(jì)算，并且在不需要轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制措施的情況下就可以獲得良好的轉(zhuǎn)矩控制效果。最后，利用Matlab/Simulink給出了2種情況下的轉(zhuǎn)速控制仿真結(jié)果，仿真結(jié)果表明了設(shè)計(jì)方法的正確性和有效性。

關(guān)鍵詞：開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)；速度控制；旋轉(zhuǎn)參考坐標(biāo)；電流分配策略中圖分類(lèi)號(hào)：TM352

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

SpeedControlResearchofSwitchedReluctanceMotorBasedonRotatingReferenceFrame

（SchoolofAutomation，HangzhouDianziUniversity，Hangzhou310018，Zhejiang，China）

WANGJiajun，WANGHao

reluctancemotor（SRM）tosolveitscontrolproblems.ThephasecurrentsoftheSRMcouldbeacquiredfromthehysteresiscurrentclosed-loopcontrolcouldberealized.TheproposedcontrolmethodneedednotthemodelinformationoftheSRM，andtheturn-onandturn-offcomputationwereallomitted.Inaddition，excellenttorqueeffectivenessoftheproposedscheme.

Abstract：TherotatingreferenceframetheoryoftheACmotorwasdrawnintothespeedcontrolofswitched

referencecurrentthroughthetransformationofrotatingreferenceframeandsomespecialprocessing.ThenthecontrolperformanceoftheSRMcouldbeachievedwithoutthespecialmeasuretoreducethetorqueripple.Atlast，twocasesofsimulationresultsaregivenwithMatlab/Simulink.Thesimulationresultscertifytherightnessand

Keywords：switchedreluctancemotor；speedcontrol；rotatingreferenceframe；currentdistributionstrategy

作為當(dāng)前電機(jī)驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域的一種重要類(lèi)型的電機(jī)，開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)以其優(yōu)良的控制性能成為電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域的一個(gè)重要研究方面。由于開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的雙凸極結(jié)構(gòu)以及運(yùn)行過(guò)程中的磁場(chǎng)高飽和特性，使得開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的模型具有很強(qiáng)的非線性［1-3］。與普通交流電動(dòng)機(jī)不同，開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的電感、磁鏈和轉(zhuǎn)矩不僅與電流有關(guān)，而且也和轉(zhuǎn)子的位置有關(guān)，這使得人們很難利用解析的方法獲得開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的精確模型［4-5］。因此，到目前為止還沒(méi)有一個(gè)像普通交流電機(jī)的矢量控制或者直接轉(zhuǎn)矩控制一樣成熟的設(shè)計(jì)方案，能夠完全解決開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的控制問(wèn)題。

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（61273086）

作者簡(jiǎn)介：王家軍（1975-），男，博士，教授，Email：wangjiajun@hdu.edu.cn

當(dāng)前人們對(duì)于開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的位置、速度或者轉(zhuǎn)矩的控制絕大部分依賴于開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的電感、磁鏈或者轉(zhuǎn)矩的模型信息，或者至少需要對(duì)開(kāi)關(guān)角進(jìn)行計(jì)算。文獻(xiàn)［1］通過(guò)磁鏈特性和轉(zhuǎn)矩特性曲線的優(yōu)化實(shí)現(xiàn)了開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩分配函數(shù)控制。文獻(xiàn)［6］利用電感線性區(qū)的模型實(shí)現(xiàn)了開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的無(wú)位置傳感器控制。文獻(xiàn)［7］利用磁鏈模型實(shí)現(xiàn)了開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)開(kāi)關(guān)角的優(yōu)化控制。由于開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的模型是通過(guò)實(shí)測(cè)或者有限元的方法獲得，而實(shí)際運(yùn)行中開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的模型數(shù)據(jù)會(huì)或多或少發(fā)生變化，因此控制器對(duì)于模型數(shù)據(jù)的依賴會(huì)

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