开关磁阻电机恒加速度起动控制研究
SR电机转子无绕组、无永磁体，因此具有结构简单坚固、可靠性高等特点，此外还有起动转矩大、控制方式灵活、调速性能好、功率密度大、易冷却等优点，因此被广泛应该用于各种工业驱动场合以及航空系统。但开关磁阻电机较大的起动转矩在有利于发动机起动的同时，也可能对发动机转子轴系产生较大冲击。在某些环境下，当飞机发动机进行多次频繁起动时，轴系将会积累较大损伤，极端状况下会造成断轴。此外从电源特性分析，起动瞬间过大的电流对电源系统不利。本文进行恒加速度起动研究的目的就是为了使航空发动机能够平滑起动，提高起动的可靠性。 本文首先介绍了开关磁阻电机以及起动/发电系统的研究现状，针对开关磁阻电机在航空发动机起动过程中的作用及影响，阐述了课题研究的意义和内容。 其次，分析了开关磁阻起动/发电系统的基本构成和工作原理，介绍了不对称半桥拓扑的工作原理和特点，通过电流法在Matlab/simulink平台建立开关磁阻电机控制系统模型，并分析了三种不同控制方案。 接着分析了几种不同的负载特性，针对开关磁阻起动/发电系统的特性提出了起动容量和起动时间这两个指标。在此基础上比较分析了恒转矩起动、限功率起动、恒加速度起动这三种不同的起动方案，根据航空发动机起动要求，选择恒加速度起动。 在此基础上，以恒加速度起动为研究方向，研究开关磁阻电机堵转特性。基于不同的应用环境，提出了平均转矩控制和PWM控制这两种控制方法，并对其进行优化。 接着以TMS320F2812 DSP芯片和CPLD为核心，构建了额定电压270V，额定功率9kW的试验平台。完成了硬件设计和数字控制器的软件模块编程。最后在此试验平台上进行了恒加速度起动实验，实验证明使用PWM控制方法可有效控制起动加速度，验证了理论分析。
开关磁阻电机;恒加速度起动;负载转矩;平均转矩控制;PWM控制
南京航空航天大学
硕士
电力电子与电力传动
朱学忠
2014
中文
TM352;TM301.2
83
2016-03-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）