新型混合勵磁磁通切換電機的控制策略研究.pdf

1、混合勵磁磁通切換電機(Hybrid-ExcitedFlux-Switching電機，簡稱HEFS電機)是在永磁型磁通切換電機(PermanctMangnetFlux-Switching電機，簡稱PMFS電機)基礎(chǔ)之上引入電勵磁線圈，使得氣隙磁場由永磁體和勵磁電流共同產(chǎn)生，從而可以通過改變勵磁電流的大小與極性來直接調(diào)節(jié)磁場的一種新型混合勵磁電機。該電機不但具有PMFS電機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)簡單、高功率密度、高效率等優(yōu)點，還有可以通過調(diào)節(jié)電勵磁繞組改

2、變氣隙磁密從而實現(xiàn)低速恒轉(zhuǎn)矩區(qū)大轉(zhuǎn)矩輸出、高速恒功率區(qū)寬調(diào)速范圍的性能。本文對一臺采用鐵氧體作為永磁材料的三相定子12槽轉(zhuǎn)子10極的HEFS電機的結(jié)構(gòu)特點、運行原理、數(shù)學(xué)模型、穩(wěn)態(tài)性能、動態(tài)性能、調(diào)磁能力等進行了較為全面的研究。在分析電機及其驅(qū)動系統(tǒng)正常狀態(tài)的基礎(chǔ)之上，推導(dǎo)了由于退磁導(dǎo)致三相空載永磁反電勢不對稱及存在較大高次諧波情況下的補償控制策略。研制了基于TMS320F2812的數(shù)字控制驅(qū)動系統(tǒng)，并進行了仿真和實驗研究，驗證了HEF

3、S電機及其驅(qū)動控制系統(tǒng)在發(fā)生部分不可逆退磁條件下依然具有較好的調(diào)磁特性和驅(qū)動性能。本文的工作為HEFS電機應(yīng)用于電動汽車等領(lǐng)域奠定了理論與實驗基礎(chǔ)。
　　論文的研究成果主要包括以下幾方面：
　　1)介紹了HEFS電機的基本工作原理與靜態(tài)特性，并分別在定子坐標(biāo)系和轉(zhuǎn)子坐標(biāo)系下建立了HEFS電機的數(shù)學(xué)模型，驗證了矢量控制算法應(yīng)用于該電機的可行性。
　　2)在諧波分析的基礎(chǔ)上，建立了一臺HEFS電機三相不對稱空載永磁反電動勢

4、的數(shù)學(xué)模型，從抑制轉(zhuǎn)矩脈動的角度出發(fā)，提出了基于對稱分量法的正序、負(fù)序與高次諧波電流的補償控制策略。
　　3)在Matlab/Simulink平臺上分別建立了HEFS電機在正常狀態(tài)與發(fā)生部分不可逆退磁狀態(tài)下的仿真模型，并完成了各種工作模式下的仿真研究，包括轉(zhuǎn)速突變、負(fù)載突變等，重點研究了調(diào)磁特性與轉(zhuǎn)矩脈動抑制。
　　4)設(shè)計了基于數(shù)字信號處理器(DSP)TMS320F2812的HEFS電機數(shù)字驅(qū)動控制實驗平臺，包含了軟硬件結(jié)