1、本科毕业设计（论文）基于相电流梯度法的无位置传感器开关磁阻电机的运行燕 山 大 学2013年 6 月 本科毕业设计（论文）基于相电流梯度法的无位置传感器开关磁阻电机的运行学院（系）： 里仁学院 专 业：电气工程及其自动化 学生 姓名： * 学 号： 09* 指导 教师： 李*副教授 答辩 日期： 2013年*月*日 燕山大学毕业设计（论文）任务书学院： 电气工程学院 系级教学单位： 电气工程系学号09*学生姓名*专 业班 级应电*题目题目名称基于相电流梯度法的无位置传感器开关磁阻电机的运行题目性质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
2、型（ ）。2.文管类（ ）；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1、学习和掌握开关磁阻电机（SRM）的结构和工作原理。2、了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方法。3、学会用Matlab软件，并进行开关磁阻电机的运行仿真。4、查阅相关文献，了解和掌握基于相电流梯度法的位置估算原理。5、进行基于相电流梯度法的无位置传感器速度控制的设计。6、使用Matlab，编写和调试开关磁阻电机的无位置传感器速度控制系统基本要求1 按电气工程学院本科生学位论文撰写规范的要求完成设计论文一
3、份（不少于2.4万字），A0图纸。2 说明书及插图一律打印，要求条理清晰、文笔流畅、图形及文字符号符合国家现行标准。3按学院指定的地点进行设计，严格按照进度计划完成毕业设计任务。参考资料电机学 MATLAB编程手册电力电子技术 开关磁阻电机相关书籍和论文周 次14周58周911周1215周1617周应完成的内容查阅资料，学习理论知识。了解题目概况、工作原理及系统组成了解和设计开关磁阻电机控制系统。了解和掌握相电流梯度法。利用MATLAB软件对开关磁阻电机控制系统进行仿真和分析进行开关磁阻电机的无位置传感器速度控制系统仿真整理仿真数据，并撰写论文指导教师：李珍国职称： 副教授 年 月 日系级教学
4、单位审批： 年 月 日摘要摘要与交流变频调速、直流无刷等系列经历了几个阶段的发展相比，开关磁阻电机（SR电机）及其控制系统的开发时间尚短，在许多方面还有待于补充和完善。无位置传感器控制的SR电机调速系统的研究就是其中的一个重要研究方向。位置传感器的存在使SR电机结构简单的优点变得逊色，并且所用传感元件得数目也因相数的增加而增加，既增加了系统结构的复杂性，又给安装、调试带来不便，降低了系统可靠性，且由于传感器分辨率的限制，使得SR电机调速系统高速性能下降。这些问题的存在限制了SR电机的应用领域。因此，探索不采用位置传感器而利用电机的电气参数信息简洁而确定转子位置的SR电机驱动系统对提高系统结构的
5、坚固、运行可靠高效以及降低成本有重要意义，可推动SR电机的应用向更多领域发展。本文分析了开关磁阻电机的结构和运行原理，通过分析绕组电压方程，得到绕组磁链、电感和电动势等参数的解析形式，从而确定观测转子位置的方法。建立SR电机的某些电气参数与转子位置角的函数关系，并通过解算这些函数关系来获取转子位置信息，基于Matlab M-file建立了基于相电流梯度的SR电机间接位置检测方案的系统仿真。 关键词开关磁阻电机 相电流梯度法 间接位置检测IAbstractWith AC variable speed, brushless DC series has gone through several st
6、ages of development compared to switched reluctance motor (SR) motor and control system development time is still short, in many ways yet to be supplemented and improved. Sensorless control of SR motor control system is one of the important research direction.Presence of the position sensor of the S
7、R motor becomes inferior advantages of simple structure, and the number was used for the sensing element because of the number of phases is increased, both to increase the complexity of the system structure, and gave installation, commissioning inconvenience lower system reliability, and because the
8、 sensor resolution limitations, making high-speed SR motor control system performance degradation.Therefore, to explore the use of non-use position sensor and the electrical parameters of the electrode to determine the rotor position information concise and to improve the system structure of the SRD
9、 rugged, reliable and efficient as well as cost reduction is important, can contribute to a wider application of SR electrode developments in the field.This article analyzes the switch reluctance motor structure and operation principle, by analyzing winding voltage equation, the winding flux, parame
10、ters such as inductance and force analytical form, to determine rotor position observation method. Certain electrical parameters established SRM rotor position angle as a function relationships, and relationships of these functions through the solver to obtain the rotor position information, based o
11、n Matlab_M-file is established based on the gradient of the phase current SRM indirect position detection system simulation program.Keywordsswitched reluctance motor gradient of phase current indirect position detection 目 录摘要IAbstractII目 录III第1章 绪论11.1 SRD的发展概况及研究方向11.1.1 SRD的发展概况11.1.2 SRD的研究方向21.2
12、 无位置传感器SRD的研究现状31.2.1 无位置传感器SRD的研究意义31.2.2 无位置传感器SRD的国内外研究现状41.3 本章小结7第2章 开关磁阻电机的基本结构和工作原理82.1 开关磁阻电机的基本结构82.2 开关磁阻电机的工作原理92.2.1 电路方程92.2.2 运动方程102.2.3 转矩方程102.3 开关磁阻电机的数学模型102.3.1 开关磁阻电机理想线性模型分析112.3.2 开关磁阻电机准线性模型分析162.4 本章小结17第3章 开关磁阻电动机控制系统(SRD)193.1 开关磁阻电动机控制系统(SRD)193.1.1 开关磁阻电机控制系统的构成193.1.2 功
13、率主电路拓扑结构选用的依据和原则213.2 检测系统223.2.1 电流检测223.2.2 位置检测223.3 开关磁阻电机的控制方式223.4.1 电流斩波 (CCC) 控制方式233.4.2 角度位置 (APC) 控制方式243.4.3 脉宽调制 (PWM) 控制方式243.5本章小结25第四章 相电流梯度法原理与系统仿真264.1 相电流梯度法的基本原理264.2 仿真及结果分析294.2.1 电流斩波方式控制的仿真294.2.2 基于相电流梯度法的仿真364.3本章小结40结论41参考文献42致谢44附录145附录250附录353附录459附录567III第1章 绪论第1章 绪论开关磁
14、阻电机调速系统(Switched Reluctance Drive.简称SRD)是继直流电动机调速系统和异步电动机变频调速系统之后，又一极具发展潜力的新型调速系统。它融现代电力电子技术、微计算机技术和电机控制技术为一体，是一种典型的机电一体化产品。又因其具有结构简单坚固，控制灵活，易于调速，可靠性高，容错性强等特点，即使在恶劣的环境下也能保持高性能运行，且在宽广的调速范围内均具有较高的效率。开关磁阻电机调速系统是现代传动系统中强有力的竞争者，有着广阔的发展前景，是当代电气传动的热门课题。1.1 SRD的发展概况及研究方向1.1.1 SRD的发展概况 开关磁阻电机(Switched Reluct
