開關(guān)磁阻電機發(fā)電運行的角度位置控制

來源：塑膠五金網(wǎng)發(fā)布時間：2014-12-31 15:10:54點擊率：

　　目前關(guān)于控制的文獻較少，如文涉及控制模式，并認為參數(shù)變化對輸出功率影響極大，控制實現(xiàn)較為復(fù)雜。

　　本文通過理論分析和仿真計算，分別研究了夕對電機相電流和輸出功率的影響，并根據(jù)其特點提出了一種適合于的控制方法。

　　發(fā)電運行的線性分析線性分析易于闡述發(fā)電運行的基本規(guī)律。

　　為便于敘述，本文以三相/4結(jié)構(gòu)電機及不對稱半橋變換器為例見圖圖中，定義轉(zhuǎn)子槽軸線與定子齒軸線重合位置為轉(zhuǎn)子齒軸線與定子齒軸線重合位置為夕一氏周期角為由于各相繞組工作狀態(tài)對稱，故僅對一相進行分析。

　　假設(shè)電機磁路不飽和，且不計漏磁和邊緣散磁，則相繞組電感將按圖所示梯形規(guī)律變化，且與電流無關(guān)。

　　圖電機結(jié)構(gòu)及主電路拓撲示意圖中，夕一夕時刻主開關(guān)開始導(dǎo)通，在一口時刻關(guān)斷。

　　即一階段為勵磁階段，吸收電能階段為發(fā)電階段，電機向外輸出電能。

　　由于電機繞組電阻影響很小，若忽略相繞組電阻及功率管導(dǎo)通壓降，則相繞組電壓平衡方程式及電磁轉(zhuǎn)矩表達式為航空科學(xué)基金編號資助項目。

　　日期一修訂日期一朱學(xué)忠，男，講師。

　　年月生劉闖，男，博士研究生。

　　年月勝劉迪吉，男，教授，博士生導(dǎo)師，年月生。

　　第期朱學(xué)忠，等開關(guān)磁阻電機發(fā)電運行的角度位置控制階段由于籠留一且相電感為小值，相電流在作用下很快下降，同時相繞組中的磁能轉(zhuǎn)換為電能輸出。

　　在較大時，相電流可能續(xù)流到區(qū)，這將導(dǎo)致電機效率降低在較小偏小或轉(zhuǎn)速較低時，相電流可能在相電感的區(qū)段內(nèi)結(jié)束，影響電機電能輸出，因此要優(yōu)選口綜上所述，為發(fā)電運行的勵磁階段，可控參數(shù)有夕等，其中口對系統(tǒng)性能影響較明顯為發(fā)電階段，輸出電流不能直接控制，但可通過調(diào)節(jié)勵磁階段來控制發(fā)電過程。

　　一氏比曰。

　　右一。。

　　一衛(wèi)冬悶圖發(fā)電運行相電流線性解析圖二二二孤。，二二二氣丁二丈之藝虎蓄控制參數(shù)對系統(tǒng)靜態(tài)性能的影響山一卻一上式中，各量參考正方向如圖所示。

　　式中勵磁階段發(fā)電階段一為相繞組電勢口為電機角速度。

　　式中為電磁轉(zhuǎn)矩。

　　由的變化規(guī)律及式不難得出相電流的各段解析表達式圖給出了的變化規(guī)律。

　　由圖可知，與密切相關(guān)，勵磁階段所在的位置不同，相電流的波形也不同。

　　一般地，相電流的一個周期可分為個勵磁階段和兩個發(fā)了電階段階段該階段電機吸收電一部分轉(zhuǎn)換為機械能口另一部分作為磁場儲能的增量。

　　由于在對應(yīng)一O時的值較大且韶相電流上升速度較慢。

　　階段此階段由于祛留一電流將以線性規(guī)律較快上升，吸收電能全部轉(zhuǎn)化為磁場儲能階段由于刃運動電勢與電源電壓同方向，電流上升非?？?，吸收的電能和機械能口 0)均轉(zhuǎn)化為磁場儲能。

　　因此，此階段是非常有效的勵磁階段，延長即推遲則勵磁電流終值增大，將非常有利于磁場能量的儲存。

　　但是過分推遲會減少發(fā)電的有效區(qū)域，降低系統(tǒng)效率。

　　對輸出電能和效率影響非常明顯，所以整體方案設(shè)計時，應(yīng)優(yōu)選階段當(dāng)一定時，若轉(zhuǎn)速較低，。

　　則一U.

　　一?？陔娏鲗⑾陆?。

　　若轉(zhuǎn)速較高，則一乃叼。

　　留一陰們心認叫乃切脫一，一畝。

　　即運動電勢大于電源電壓，電流將繼續(xù)上升。

　　該階段為有效發(fā)電區(qū)，吸收機械能轉(zhuǎn)換為電能輸出口開關(guān)磁阻電機本身是個非線性系統(tǒng)，包括非線性磁路非線性主電路以及特殊的控制，特別是在脈沖性電流及轉(zhuǎn)子步進運行中，無法像其他電機那樣建立簡單的數(shù)學(xué)模型。

　　線性分析有助于理解其運行原理，但其仿真精度不夠，故需要進行非線性的計算機數(shù)值仿真。

　　以下將以/4結(jié)構(gòu)的w樣機為具體仿真對象。

　　穩(wěn)態(tài)相電流的仿真與分析圖為穩(wěn)態(tài)運行時相電流波形仿真。

　　圖為固定開通角和關(guān)斷角在不同的轉(zhuǎn)速下的相電流仿真波形。

　　由圖可知，若固定，轉(zhuǎn)速越高，相電流越小，發(fā)電能力越小。

　　為此，實際工作中，當(dāng)轉(zhuǎn)速變化時，若需保持輸出功率不變，實時調(diào)節(jié)是有效的控制方法之一。

　　圖為轉(zhuǎn)速夕變化時的相電流仿真波形。

　　由圖可知，在一定范圍內(nèi)提前夕將使勵磁區(qū)長度和勵磁強度增加，進而增大了發(fā)電電流的有效值，使輸出功率增大。

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