电动汽车用开关磁阻电机的调速系统研究(附件)【字数：10515】
摘 要开关磁阻电机是交直流都具备的拥有调速系统的新兴电机。在与其他电机相比较之下突出了SRM的优点。SRM具备构造简略可行、运行效率高、成本花费低等优点，在现代用电驱动的汽车上也有了很广的利用。在国内和世界上引发了不小的浪潮。电动汽车用开关磁阻电机是由定子和转子构成的凸极布局，它的起动初始转矩大、起动初始电流小、调速机能优异和功率密度数值高。它是新能源汽车研究的热门技术之一。开关磁阻电机是属于利用磁阻运转的电动机，是电动车驱动百里挑一的最优发动机。本文依据给定的数据利用电流斩波控制，电压斩波控制等，搭建关联的开关磁阻电机调速仿真模型，仿真开关磁阻电机在两个不同控制策略下的静动态机能。本文需要基于matlab/simulink软件下得到电流斩波控制仿真体系和直接转矩控制仿真体系，分析开关磁阻电机调速系统的可行性与可靠性。
目 录
第一章 绪论 1
1.1开关磁阻电机的组成与特征 1
1.1.1开关磁阻电机的组成 1
1.1.2开关磁阻电机调速系统的特征 1
1.2开关磁阻电机的国内外研究现状和发展趋势 2
1.2.1开关磁阻电机的国内外研究现状 2
1.2.2开关磁阻电机的发展趋势 3
1.3本文研究的意义与主要内容 3
第二章 开关磁阻电机的运行特性和工作原理 5
2.1开关磁阻电机的运行特性和控制方式 5
2.1.1开关磁阻电机的运行特性 5
2.1.2控制方式 5
2.1.3开关磁阻电机的方程式 6
2.2开关磁阻电机的工作原理 6
2.3本章小结 7
第三章 开关磁阻电机的控制策略 8
3.1 开关磁阻电机控制策略 8
3.1.1电压斩波控制 8
3.1.2电流斩波控制 8
3.1.3角度位置控制 10
3.2开关磁阻电机直接转矩控制 10
3.3本章小结 10
第四章 开关磁阻电机控制系统仿真与研究 11
4.1 matlab软件介绍 11
4.2开关磁阻电机电流斩波控制仿真系统 11
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
/> 4.2.1开关磁阻电机电流斩波控制系统总体仿真图 12
4.2.2电机模型 12
4.2.3功率变换器模型 12
4.2.4控制器模块 13
4.3开关磁阻电机直接转矩控制系统仿真 14
4.3.1系统仿真总体框图 14
4.3.2功率变换器模块 15
4.3.3控制器模块 15
4.4开关磁阻电机控制系统仿真结果 16
4.5本章小结 19
第五章 总结与展望 20
结束语 21
致 谢 22
参考文献 23
绪论
伴随着国民经济的讯速发展和国家对于汽车产业的支持，使促我国汽车销量年均均有大幅度的提高。但是国内市场上汽车数量频繁的增添也给我国造成了非常多的麻烦和环境困扰。以节省能源为目的，改良周围环境，实现能源的可持续发展，我国将开展关于新能源汽车的各项研究，首当其冲的是研究高效率、几乎零排放的电动汽车。在电动汽车中，SRM的研究是极其重要的一部分。SRM电机有两个根本特征：开关特性和磁阻特性。
1.1开关磁阻电机的组成与特征
1.1.1开关磁阻电机的组成
开关磁阻电机由定子和转子构成。电机定子和转子的双凸极均由硅钢片叠加组成。转子没有绕组和永久磁体，而定子是有绕组的,径向相向的两个绕组变为两级磁极必须要经由串联，其过程被称作为“一相”。
开关磁阻电机可以有很多的相数布局，比方单相、二相、多相等，定子和转子的极数有各类搭配组合。凡是低于三相的电机没有起动的本事。一般來说，相数越多越能轻易削减转矩脉动，不过制造本钱多，布局复杂，主体开关等零件多。到目前为止，在各行各业运用最普遍的仍是四相8/6极布局和三相6/4极布局。
1.1.2开关磁阻电机调速系统的特征
开关磁阻电机调速控制系统是由电动机、控制器、功率变换器和检测器四个器件组成,其组成框图布局如图11所示。
图11 开关磁阻电机调速系统框图
电动机通电后先将内部电能转化为机械能输出，然后控制器根据指令将检测到的关于电机的各类信息,比如速度、转子所处位置、电流值和电压值等信号输入,再利用恰当的控制策略实现输出控制的信号；功率变换器将电源双侧的能量经过一系列的转化后提供给电机，让电机有足够的能量运转。；检测器利用电机的反馈系统向控制器提供信息（控制电机所需要的）。SRM是结合电力电子技术、电工电子技术以及控制工程技术为整体的机电化技术,其优良的调速性能可以与直流调速系统相媲美,已经引起了全国各地电气传动界的关注。
开关磁阻电机与其他电机相比，具有以下特征。
（1）可控制参数数量多，调节速度性能强。可控参数包括主开关开通角、主开关关断角、直流电源电压、相电流幅值，四象限都能运行，控制简便、可以正反转，有特定的电动、制动调节控制。
（2）结构简单，成本低。维护和生产便捷；功率变换器相比之下更为简单，主开关元件较少，电子器件少，耗材少。损耗小，运转效率高。能灵活控制，在很宽裕的速度变化范围下能较轻易实现节能有效控制。
（3）起动初始转矩较大，起动初始电流较小。达到完全起动转矩仅仅需要百分之十五的电流。
当然，开关磁阻电机在工作方式和结构上也具有一些缺点。
转矩脉动现象大。
电机振动厉害和制造的响声声大，尤其是在负载作用的时候。
出线头现象较多，还有位置检测器会出线端。
电动机数学模型复杂，以至于准确的数学模型难建立。
控制复杂，要依赖电动机结构。
1.2开关磁阻电机的国内外研究现状和发展趋势
1.2.1开关磁阻电机的国内外研究现状
开关磁阻电机的最早在一九三八年的苏格兰出现，Scotland学者创作了一套用于驱动的驱动系统，并在用蓄电池提供电能的机车上得以实验[1]。在1983年以“Oukon” [2]起名的第一台商品化开关磁阻电动机由来自英国的一个公司推出。 SRD是20世纪80年代兴起的新型机电一体化[3]交流调整系统。
目 录
第一章 绪论 1
1.1开关磁阻电机的组成与特征 1
1.1.1开关磁阻电机的组成 1
1.1.2开关磁阻电机调速系统的特征 1
1.2开关磁阻电机的国内外研究现状和发展趋势 2
1.2.1开关磁阻电机的国内外研究现状 2
1.2.2开关磁阻电机的发展趋势 3
1.3本文研究的意义与主要内容 3
第二章 开关磁阻电机的运行特性和工作原理 5
2.1开关磁阻电机的运行特性和控制方式 5
2.1.1开关磁阻电机的运行特性 5
2.1.2控制方式 5
2.1.3开关磁阻电机的方程式 6
2.2开关磁阻电机的工作原理 6
2.3本章小结 7
第三章 开关磁阻电机的控制策略 8
3.1 开关磁阻电机控制策略 8
3.1.1电压斩波控制 8
3.1.2电流斩波控制 8
3.1.3角度位置控制 10
3.2开关磁阻电机直接转矩控制 10
3.3本章小结 10
第四章 开关磁阻电机控制系统仿真与研究 11
4.1 matlab软件介绍 11
4.2开关磁阻电机电流斩波控制仿真系统 11
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
/> 4.2.1开关磁阻电机电流斩波控制系统总体仿真图 12
4.2.2电机模型 12
4.2.3功率变换器模型 12
4.2.4控制器模块 13
4.3开关磁阻电机直接转矩控制系统仿真 14
4.3.1系统仿真总体框图 14
4.3.2功率变换器模块 15
4.3.3控制器模块 15
4.4开关磁阻电机控制系统仿真结果 16
4.5本章小结 19
第五章 总结与展望 20
结束语 21
致 谢 22
参考文献 23
绪论
伴随着国民经济的讯速发展和国家对于汽车产业的支持，使促我国汽车销量年均均有大幅度的提高。但是国内市场上汽车数量频繁的增添也给我国造成了非常多的麻烦和环境困扰。以节省能源为目的，改良周围环境，实现能源的可持续发展，我国将开展关于新能源汽车的各项研究，首当其冲的是研究高效率、几乎零排放的电动汽车。在电动汽车中，SRM的研究是极其重要的一部分。SRM电机有两个根本特征：开关特性和磁阻特性。
1.1开关磁阻电机的组成与特征
1.1.1开关磁阻电机的组成
开关磁阻电机由定子和转子构成。电机定子和转子的双凸极均由硅钢片叠加组成。转子没有绕组和永久磁体，而定子是有绕组的,径向相向的两个绕组变为两级磁极必须要经由串联，其过程被称作为“一相”。
开关磁阻电机可以有很多的相数布局，比方单相、二相、多相等，定子和转子的极数有各类搭配组合。凡是低于三相的电机没有起动的本事。一般來说，相数越多越能轻易削减转矩脉动，不过制造本钱多，布局复杂，主体开关等零件多。到目前为止，在各行各业运用最普遍的仍是四相8/6极布局和三相6/4极布局。
1.1.2开关磁阻电机调速系统的特征
开关磁阻电机调速控制系统是由电动机、控制器、功率变换器和检测器四个器件组成,其组成框图布局如图11所示。
图11 开关磁阻电机调速系统框图
电动机通电后先将内部电能转化为机械能输出，然后控制器根据指令将检测到的关于电机的各类信息,比如速度、转子所处位置、电流值和电压值等信号输入,再利用恰当的控制策略实现输出控制的信号；功率变换器将电源双侧的能量经过一系列的转化后提供给电机，让电机有足够的能量运转。；检测器利用电机的反馈系统向控制器提供信息（控制电机所需要的）。SRM是结合电力电子技术、电工电子技术以及控制工程技术为整体的机电化技术,其优良的调速性能可以与直流调速系统相媲美,已经引起了全国各地电气传动界的关注。
开关磁阻电机与其他电机相比，具有以下特征。
（1）可控制参数数量多，调节速度性能强。可控参数包括主开关开通角、主开关关断角、直流电源电压、相电流幅值，四象限都能运行，控制简便、可以正反转，有特定的电动、制动调节控制。
（2）结构简单，成本低。维护和生产便捷；功率变换器相比之下更为简单，主开关元件较少，电子器件少，耗材少。损耗小，运转效率高。能灵活控制，在很宽裕的速度变化范围下能较轻易实现节能有效控制。
（3）起动初始转矩较大，起动初始电流较小。达到完全起动转矩仅仅需要百分之十五的电流。
当然，开关磁阻电机在工作方式和结构上也具有一些缺点。
转矩脉动现象大。
电机振动厉害和制造的响声声大，尤其是在负载作用的时候。
出线头现象较多，还有位置检测器会出线端。
电动机数学模型复杂，以至于准确的数学模型难建立。
控制复杂，要依赖电动机结构。
1.2开关磁阻电机的国内外研究现状和发展趋势
1.2.1开关磁阻电机的国内外研究现状
开关磁阻电机的最早在一九三八年的苏格兰出现，Scotland学者创作了一套用于驱动的驱动系统，并在用蓄电池提供电能的机车上得以实验[1]。在1983年以“Oukon” [2]起名的第一台商品化开关磁阻电动机由来自英国的一个公司推出。 SRD是20世纪80年代兴起的新型机电一体化[3]交流调整系统。
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