毕业论文外文翻译-开关磁阻电机SRM与系列直流电机（含英文原文）.doc

中北大学2015届毕业设计外文文献翻译外文文献为PDF格式，下载后双击即可打开另存开关磁阻电机SRM与系列直流电机1 tcsi实验室,ESE研究小组,国家电力学院电气工程系力学(ENSEM),摩洛哥卡萨布兰卡。2电机机械学系Krivoy罗格国立大学,Krivoy。摘要：欣赏了开关磁阻电动机变速驱动通过他简单的设计、低成本、高可靠性和高规范允许他竞争的能力与其他常见的电动驱动器类型。开关磁阻的数学模型汽车(SRM)允许他的研究领域的研究和概念。在本文中,我们目前的开发方法利用开关磁阻电动机的组合模型推动基地标准方程的电机磁场的场理论分析电路。然后,精化开关磁阻电动机的数学模型(SRM)提出他的应用程序基于相似性系列直流电机简化控制的概念电机驱动器与闭环控制系统。关键词： 开关磁阻电机；单片机，功率驱动器，调速系统1.引言 开关磁阻电动机（SRM）是在迅速发展的相对较新的进入者中国变速驱动市场。他们是天生的变速驱动器，结构简单，具有较宽的调速范围，良好的能量效率，高惯性力矩比，高扭矩，功率密度比。开关磁阻电机结构简单的可能让他们比等效的变速驱动器在大规模生拆的便宜。一个SRM具有作为独立控制一四象限驱动操作的灵活性在很宽的速度范围内的速度和转矩。其广泛的转矩和转速的变化范围，消除了昂贵和麻烦的机械齿轮和传输的需要。开关磁阻电机(srm)的数学模型23的主要方式仍然是支持他们的研究领域的科学研究和设计。创建SRM的方法计算和优化汽车的机电特性就是其中之一机电工程的重点,近年来积极展。的参考书目这个问题包括相当数量的科学论文和作品,可以分组为三个主要类别:方法基于电路的概念。基于磁场理论方法。结合的方法。 本文提出了结合方法,结合简单的电路和方法的准确性和多价电磁场的方法,被认为是最的视角方法。在开关磁阻电机的情况下,合并后的方法模型支持静态计算电磁场与使用其他形式的结果描述动力学微分方程的电气驱动系统。我们将继续创建开关磁阻的数学模型电动机(SRM),提出其应用的基础上相似性模型系列直流电机,为了简化控制系统闭环电驱动的设计。2.理论方法和合成 与所有类型的电机一样,SRM的电平衡方程组成的控制系统对于每个电机定子的阶段,和转子运动方程。SRM定子线圈电关系的平衡位置定义如下:一般来说,电机的磁流过线圈k与几个线圈等于:k L:电感特定于k阶段;jk M:阶段j和k之间的互感。,完全对称的控制步骤,根据时间电流略有重叠,方程的第二术语(2)可能会忽略某些电动机的负载之间的关系和定子线圈的数量。在这种情况下,线圈的磁流可能完全取决于自己的电感。因为SRM的电感线圈取决于转子角与后者年代年代(,)L =我,方程(1)可能是写如下:或3.SRM的磁系统的数学模型 第一个磁化曲线表明,激发流依赖电枢电压。在曲线的线性部分,假设一个不饱和磁路饱和曲线拐点之前,我们还是能够写,=我(=常数)。在饱和曲线拐点之前,流成正比现在的我。之间的主要区别SRM方程和直流电机的电感的影响在于阶段,激发流定义CEMF上的电磁转矩和转子角位置。因此,设置感兴趣的性质和参数的相电感的影响转子角位置。基本参数为SRM的等效模式取决于电机的结构和几何的磁性材料用于构造它的特性。这些天,数字方法应用,利用创建模拟电磁场。模拟磁场被认为是目前使用的最复杂的和有价值的方法之一在分析电动机器。应对这个问题,磁场理论方法已经被应用近年来越来越多的,因为它有许多显著的优于其他方法,包括专业减少时间和数量的确定磁路所需的准备工作参数;虚拟缺乏限制磁系统的物理和几何属性;简单的决心的磁系统(MS)的特点设计和磁场的特定属性材料,因此,更准确的分析磁场的分布,在计算和简单性等效模式的参数和确定(阶段的和机器的特征共享的电感、电磁转矩、速度等)5。有限元法(FEM)是最常用的方法在数字计算电机的磁场。有一个广泛的软件利用方法,包括麦克斯韦,ELCUT,跳,娄曼FEMM Femlab。考虑到磁场的方法不仅需要discretisation整个空间的环境,根据定义良好的啮合,很明显,创建更多复杂啮合是必需的,尤其是对于电机的气隙磁场的造型,这意味着更大的复杂性和计算量。边界积分方程(BIE)方法通常应用于解决现场的问题6。我们有使用它在7根据磁感应强度矢量,这是守恒作为次要的磁偶极子字段。方法的主要优势是,它限制了磁路和计算区域相对简单,它提供了在决定一些重要的因素在磁性系统的组成,包括其非线性各向异性、矢量磁滞和磁性粘度。该方法的基本目标是确定磁化矢量的分布在磁系统G由初级偶极子磁场0 H,换句话说,线圈通过电流穿过。在这种情况下,字段生成的任何时候的环境分别组成的中小学偶极子,如下所示: 这表明,即使在矩形函数B(H)(=)时,最大坡度的J(U)不超过45。在许多情况下,引入向量U到积分方程的新形式导致磁化特性更实用比标准的情况下获得的。因此,方程(16),以及修改后的本构方程J(U)用于计算饱和要好4.分析SRM的磁路 组合方法的主要问题需要同时计算结果的变化磁场的特点和相应的电路。解决这个问题的这种情况下,使仿真过程变得更加复杂。使用动态特性的方法被认为是一个成就的可能性的总和方法使设计SRM的电路的数学模型9。的必需品的方法,为SRM仿真中的应用,包括定子之间建立连接线圈的电感和转子的转动角(),及其引入微分系统方程描述开关磁阻电机的机电进程10-12。作为仿真对象,我们使用的SRM以下性能和特点:磁路材料:3405 -优质钢;磁路原型:8/6(经典配置),定子外直径:62毫米;定子内部直径:32.5毫米;活性钢的长度:36毫米;定子基础厚度:5.8毫米;定子高度:9毫米;转子齿高度:4.5毫米;气隙:0.25毫米;定子极角:18;转子槽角:19;轴直径:9毫米;每个阶段的尖顶数量:80;标称功率:1.5 kW;额定转动频率:1500 /分钟;牧师供电电压:480 v,额定电流的定子:12.4;活跃的线圈电阻:3欧姆。结果的基础上研究了磁路,我们能够定义的特点匝间的电感根据转子L的角度()。决心下的特征定子线圈的额定电流。在现实条件下,电感线圈定子的价值也取决于当前L = L(,我)由于钢的非线性磁化曲线。相电感的变化取决于转子的转动角可以由简单的近似表达式(20),(1)。图1根据角相电感定子电流系列图2根据角相电感的变化5.分析SRM的数学模型的一致性 为了解决这个方程组和分析结果的一致性,我们创建了一个项目使用拉撒路,这是一个多平台的IDE(集成开发环境)开发的对象帕斯卡。为了解决微分方程,我们使用龙格-库塔(RK4)与一个常数集成方法h = 0.0001秒的速度。图4显示了转子的角速度和角度变化的旋转速度切换操作。比较图4图4(a)和(b),我们可以观察到转子的角位置取决于平衡电感的电阻负载转矩反对的性格。电动机只有停止当电动机转矩比电阻低扭矩。图5(一个)显示了SRM的电流在启动阶段。如图5(b)所示,我们已经确定的操作曲线的SRM操作speed-i.e。,电机启动的过程,建立其负载操作。根据图在图4和图5中,从计算的结果由中获得SRM的数学模型,考虑模型的一致性和质量的融合机电工程的基本原理,我们可以得出结论:数学模型是一致的。图3近似函数的L(,I)图4 SRM转操作速度。(一)s = 7 NM;(b)s = 21 NM图5定义的SRM运营速度的数学模型。(一)相电流创业的开始。(b)SRM带负荷启动和运行。6.srm的电动力学特征与比较 系列直流电机利用傅里叶级数分解函数L(),它应该很容易确定函数的形式y()= dL()d(图6)。方程(6)和(10)比较,可以清楚地看到,在系列汽车,系数“k”常数值(的限制范围内的线性区第一磁化曲线),而对SRM,一样的系数取决于转子的角位置。运用同样的原则,目的是简化了SRM的模型我们已经取代了变量y y(),其平均价值区间的SRM的重复结构。SRM可能通过改变电源电压控制以及通过改变电源电压的值变换角度和13。然而,它应该承担记住当前的阶段逐渐减少,只有最后几分钟后停止活动,=的确切时间因此,平均计算的操作间隔等于类似阶段的弧度的形式。当前的消光角1取决于SRM的线圈的参数的值目前在一个阶段,更准确地说,同时解决SRM和转换装置的方程系统。为了获得具体的结果,我们认为当前的时间扑灭完全是一个恒定值,给我们的逻辑关系:1 0=+。通过使用先前获得的关系函数L()在傅里叶级数分解,它是很容易的获得积分定义的分析关系(24)。经过一系列的转换,我们终于获得表达式:因此,为了确定一系列的参数电机相当于SRM,是很有必要的执行以下操作和计算:1)计算磁场的基础上,定义数据制表功能L();2)当前函数的关系获得的形式分解在傅里叶级数和区分分解的重要条件;3)定义值的变换角度,1公式(25),电源电压的定义比例系数Y的平均值;4)计算SRM的运营速度使用提出的数学模型;5)计算系列电机的操作速度和评估结果的收敛性。 图7展示了图表的对比曲线以那种)和启动电流;b)带负荷运行SRM(细线)和等效系列电动机(粗线)。模型的相对误差约为4% - 4%。这个错误是由于不准确的测量确定等效串激电动机的系数比例y图8显示准确的计算系数可能导致更大的和谐水流和图形的角速率。提出的方法确定参数的等效直流串激电动机不同工程应用提供了一个足够的动态特性间的一致性程度SRM和直流串激电动机。图6 dL()d = y (图7比较SRM和等效串激电动机操作速度图8 SRM运营速度闭环串级调节控制系统设置的优化7.检查综合系统的稳定控制和确定控制的质量指标。 我们进行数学建模的SRM闭环调节系统14。为解决这种控制系统和分析结果的一致性,一个项目开发的对象帕斯卡的帮助下拉撒路IDE。为了解决微分方程,我们使用龙格-库塔4日订单持续集成方法的速度h = 0.0001。图8()介绍了SRM的当前的图在启动和角速度。图3(b)的礼物当前的图和角速度SRM在应用程序的负载。合成级联的监管SRM控制系统。8.结论 根据SRM的磁系统领域的分析方法和分析的数学模型SRM,我们建立了电动SRM和直流电机之间的相似。的确定方法直流电机等效参数的确定。以经典的合成方法自动调节系统,计算当前的监管机构和速度调整SRM的坐标进行了。使用数学建模方法,它已经表明,闭环合成级联的监管系统是稳定的,具有令人满意的质量控制指标。References1 Kuznetsov, V.A. and Kuzmichev, V. (2003) Switched Reluctance Motor. Editions , Moscow, 70.2 Lawrenson, P.J., Stephensem, J.M., Blekinsop, P.T., Corda, J. and Fulton, N.N. (1980) Variable Switched ReluctanceMotor. Proc. Inst. Eng, 127, 253-265.3 Praveen, V. (2001) Design of Switched Reluctance Motors and Development of a Universal Controller for SwitchedReluctance and Permanent Magnet Brushless DC Motor Drives. Dissertation Submitted to the Faculty of the VirginiaPolytechnic Institute and State University in partial Fulfillment of the Requirements for theDegree of Doctor of Philosophyin Electrical Engineering, Blacksburg, 203.4 Vaskovsky, J.M. (2007) Field Analysis of Electric Machines. T. Handbook, KIEV: NTU “KPI”, 5 Chornij, A., Lugovoj, A., Rodkin, D., Sisjuk, G. and Kremenchuk, S.O. (2001) Modeling of ElectromechanicalSystems. Kremenchuk Mykhailo Ostrohradskyi National University, Kremenchuk, 376.6 Tozoni, O.V. and Mayergoyz, I.D. (1974) Calculationof Three-Dimensional Electromagnetic Fields. Kiev: Tehncs, 352.7 Nascimento, J.M.L., Rolim, L.G.B., Heidrich, P., Suemitsu, W.I. and Hanitsch, R. (1995) Design and Simulation Resultsof a Switched Reluctance Motor. Proceeding of Third Brazilian Power Electronics, 79-83.8 Tolmachev, S.T. (1983) Special Methods for Solving Magnetostatic Problems. Kiev: High School, 166.9 Miller, T.J.E. (1993) Switched Reluctance Motor and Their Control. Magna Physics and Clarendon Press, Oxford.10 Suriano, J.R. (1992) Design Methodology for Low Speed Variable Reluctance Motors. School of ElectricalEngineering, Purdue University, West Lafayette, 90 p.11 Ramu,