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1、本科毕业设计（论文基于简化磁链法的开关磁阻电机无位置传感器速度控制毕业设计（论文）任务书学院：电气工程学院 系级教学单位：电气工程及其自动化 学号0学生姓名专 业班 级题目题目名称基于简化磁链法的开关磁阻电机无位置传感器速度控制题目性质1.理工类：工程设计 （ ）；工程技术实验研究型（ ）；理论研究型（ ）；计算机软件型（ ）；综合型（ ）2.管理类（ ）；3.外语类（ ）；4.艺术类（ ）题目类型1.毕业设计（ ） 2.论文（ ）题目来源科研课题（ ） 生产实际（ ）自选题目（ ） 主要内容开关磁阻电机（SRM）的定转子磁极都为凸极形状，且只在定子磁极上绕有集中线圈，而转子磁极既无缠绕线圈，
2、又不是永磁铁。因此与其他电机相比，具有构造简朴、牢固、转矩惯性比高和调速范畴宽等长处，现已广泛应用于航空、牵引和家用电器等领域。对于开关磁阻电机，实时而精确的转子位置信息是其可靠运营的必要前提。简化磁链法只需得到换相位置处的磁链电流曲线，因此所需内存小，算法简朴。将运用MATLAB软件搭建基于简化磁链法的开关磁阻电机无位置传感器速度控制系统，并求取数据和分析。基本要求1.理解和掌握开关磁阻电机的构造、数学模型和控制原理。2.理解和掌握开关磁阻电机速度控制系统的构成和各个环节以及设计措施。3.理解和掌握通过简化磁链法实现无位置传感器速度控制的措施。4.运用MATLAB对开关磁阻电机控制系统进行仿
3、真，并获得数据。5.撰写论文1本（不少于2万字、笔迹工整、语言流畅、图表规范），原则A0图纸一张。参考资料电机学开关磁阻电机有关书籍MATLAB编程手册电力电子技术周 次第 1 4 周第 5 8 周第 9 12 周第13 16周第17 18 周应完成的内容查阅资料，学习理论知识。理解题目概况、工作原理及系统构成理解和设计开关磁阻电机控制系统。理解和掌握简化磁链法。运用MATLAB软件对开关磁阻电机控制系统进行仿真和分析进行基于简化磁链法的开关磁阻电机无位置传感器速度控制系统仿真整顿仿真数据，并撰写论文指引教师：孙孝峰职称：专家 年3月 1 日系级教学单位审批： 年 月 日摘要开关磁阻电机作为一
4、种电动调速系统具有诸多优越与其她电机的特点，构造简朴结实，成本低，高容错性能及高速运营的能力，目前广泛应用于汽车和汗孔领域，作为电动机自身，起动性能是一种核心技术，此外位置传感器的存在是使得电机构造复杂和可靠性减少，因此本文重要对开关磁阻电机的运动性能及无位置间接检测的简化磁链法的一系列研究。一方面：系统分析了开关磁阻电机的基本原理，分别从线性和非线性两方面对电机的电感、磁链、转矩、电流等数学模型进行了分析，并基于MATLAB，运用单脉冲控制（APC）措施对电机本体进行了稳态仿真。另一方面：对基于单脉冲控制电机本体仿真基本上加以电流斩波控制，形成电流环，并对处在稳态的运营进行动态仿真。再则：通
5、过计算输出的平均转矩以求得转速测定，从而形成转速外环，通过PI调节来实现电机的稳态运营，并对该调节运营过程进行了M文献的仿真。最后：加入磁链的计算和比较实现基于简化磁链法德电机的三相自动换相，并加入滤波环节，以使仿真波形输出平缓波形。核心词开关磁阻电机， 仿真， 电流斩波控制， 简化磁链，速度闭环无位置传感器AbstractSwitched reluctance motor as an electric speed control system has many advantages and other electrical characteristics, simple structure,
6、 robust, low cost, high fault tolerance and high-speed operation capability, are widely used in the field of automotive and Aviation, as the motor itself, starting performance is a key technology, the existence of another position sensor makes the motor complex and reduces reliability, so this paper
7、, the movement of the switched reluctance motor without position indirect detection performance and simplified method of a series of flux.First of all: systematically analyzed the basic principles of switched reluctance motor, respectively, from both linear and nonlinear inductance of the motor, flu
8、x, torque, current and other mathematical models are analyzed, and based on MATLAB, using single-pulse control (APC) method of the motor body to the steady-state simulation.Second: Ontology-based simulation based on the motor to be chopped current control, current loop formation, and the steady-stat
9、e operation in the dynamic simulation.Furthermore: by calculating the average torque output measured in order to achieve speed to form the outer ring speed, motor through the PI regulator to achieve steady-state operation, and the adjustment process of the M files to run the simulation.Finally: Add
10、the calculation of flux and control the motor three-phase automatic commutation, and add filter links, in order to smooth the waveform output simulation waveform.Keywords switched reluctance motor, simulation, chopped current control，simplified flux,closed loop speed,indirectposition sensor 目 录摘要IAb
11、stractII第1章 绪论11.1 开关磁阻电机研究背景11.1.1 开关磁阻电机概述11.1.2 开关磁阻电机的发展21.1.3 选题根据和意义41.2 SRM国内外研究动态51.3研究内容5第2章 基于简化磁链法的SRM控制系统的理论分析72.1 SRM控制系统构造72.2 SRM的数学模型82.2.1 SRM线性模型82.2.2 SRM的基本运营方程132.3 简化磁链法理论152.3.1 磁链法的基本理论152.3.2 简化磁链法发展及理论思想172.4 基于简化磁链法的SRM系统总体构造18第3章Matlab仿真成果及分析233.1 SR电机的角度位置控制本体仿真233.2 SRM
12、电流斩波控制系统仿真243.2.1 SRM电流斩波控制及平均转矩计算仿真243.2.2 基于简化磁链法的SRM电流斩波控制开环仿真273.3 基于简化磁链法的速度电流双闭环仿真29结 论33参照文献34致 谢36附录137附录243附录348附录455附录569第1章 绪论1.1 开关磁阻电机研究背景1.1.1 开关磁阻电机概述开关磁阻电动机构造简朴、可靠性高、恒转矩、恒功率并且调速性能好(覆盖功率范畴10W5MW的多种高、低速驱动调速系统)、价格便宜、鲁棒性好等长处引起了各国电气传动界的广泛注重，由其构成的调速系统兼有直流传动和一般交流传动的长处，是继变频调速系统、无刷直流电动机调速系统的最
13、新一代无级调速系统。这种新型调速系统使开关磁阻电机存在许多潜在的领域，在多种需要调速和高效率的场合均能得到广泛使用。【1】开关磁组电机调速系统之因此能在现代调速系统中异军突起，重要是由于它卓越的系统性能，重要表目前：(1) 电动机构造简朴、成本低、可用于高速运转。(2)功率电路简朴可靠。(3)系统可靠性高。(4)起动转矩大，起动电流低。典型产品的数据是：起动电流为额定电流的15时，获得起动转矩为100的额定转矩；起动电流为额定电流的30时，起动转矩叮达其额定转矩的250。(5)合用于频繁起停及正反向转换运营。(6)可控参数多，调速性能好。控制开关磁阻电动机的重要运营参数和常用措施至少有四种：相
14、导通角、有关断角、相电流幅值、相绕组电压。(7)效率高，损耗小。以3kw SRD为例，其系统效率在很宽范畴内都是在87以上，这是其他某些调速系统不容易达到的。(8)可通过机和电的统一协调设计满足多种特殊使用规定。【2】开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor，SRM)一词来源于美国学者SANasarl969年撰写的论文，文中描述了这种电机的两个基本特性：开关性和磁阻性。1967年英国Leeds大学开始对SR电机进行进一步研究，到了1970年左右，其研究表白：SR电机可在单相电流下四象限运营，功率变换器无论是用晶体管还是用一般晶闸管所需的开关数都是至少的，电动机成本明显低于同容量的异步电动机。1975年英国Nottingham大学和Leeds大学的联合研究小构成功地研制出一套用于电动汽车地50kw的SRD装置，这充足表白SRD大有前程。1980年，Leeds大学的Lawrenson专家及其同事们总结了她们的研究成果，刊登了出名论文“Variable speed switched reluctance motors”，标志着SRM正式得到了国际学术界的承认。1983年，英国TASCDrives公司将世界上第一台SR电动机Oulton传动装置(75KW，1500rmin)作为商品投入市场，1984年又推出了4-22kw四个规
