基于SIMULINK的開關(guān)磁阻電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的研究與仿真

張陳

【摘 要】作者先給出開關(guān)磁阻電機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)的整體框架，并對(duì)其中各個(gè)部分的作用進(jìn)行了敘述。在這些理論的基礎(chǔ)上，通過(guò)查閱資料，對(duì)各部分建模后，在SIMULINK中建立整體的仿真模型。最后得出轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的仿真結(jié)果圖。對(duì)仿真結(jié)果圖進(jìn)行基礎(chǔ)的分析，得出結(jié)論。

【關(guān)鍵詞】開關(guān)磁阻電機(jī)；SIMULINK；轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速

Research and Simulation of Switched Reluctance Motor Drive System based on SIMULINK

ZHANG chen

（School of electrical and Information Engineering，Anhui University Of Science And Technology，Huainan Anhui 232001，China）

【Abstract】The author first gives the whole frame of the drive system of the switched reluctance motor，and describes the function of each part.On the basis of these theories，after consulting the data and modeling the parts，the whole simulation model is established in SIMULINK.Finally，the simulation results of rotor speed are obtained.Make a basic analysis of the simulation result diagram and draw a conclusion.

【Key words】Switched reluctance motor；SIMULINK；Rotor speed

0 引言

開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)（SRM）是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的電機(jī)。由于其高度的可靠性以及不易受外界干擾的良好性能，使其能夠廣泛的應(yīng)用于各種場(chǎng)合。但是由于開關(guān)磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性上有瑕疵，作者根據(jù)開關(guān)磁組電機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)整體框架，通過(guò)對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的介紹以及各部分的建模，最后搭出整體的仿真模型，得出仿真結(jié)果圖來(lái)驗(yàn)證開關(guān)磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性中的不足。

1 開關(guān)磁阻電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)

開關(guān)磁組電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)整體框架主要包括功率變換器、控制器、檢測(cè)部分和SRM四個(gè)核心部分[3]。功率轉(zhuǎn)換器有能量轉(zhuǎn)換的作用，具體地說(shuō)就是把外部不適合電機(jī)的能量轉(zhuǎn)換成可以供電機(jī)驅(qū)動(dòng)的能量；檢測(cè)部分就是利用相應(yīng)的傳感器測(cè)出相應(yīng)的信息；控制器就是接收位置檢測(cè)和電流檢測(cè)的信息并作出相應(yīng)的處理[3]。功率轉(zhuǎn)換器、檢測(cè)部分、控制器都是為開關(guān)磁組電機(jī)服務(wù)，使開關(guān)磁組電機(jī)能夠穩(wěn)定的運(yùn)行。

2 開關(guān)磁阻電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)Simulink仿真

2.1 功率變換器模塊建模

功率變換器大多采用雙開關(guān)型主電路[2]。當(dāng)IGBT1和IGBT2同時(shí)導(dǎo)通時(shí)，就會(huì)使電機(jī)繞組通電。而當(dāng)IGBT1和IGBT2全部關(guān)斷的時(shí)候，相電流則通過(guò)續(xù)流二極管續(xù)流，電機(jī)的磁場(chǎng)儲(chǔ)能就以電能的形式馬上反饋給電源，這樣就完成了強(qiáng)迫換相[2]。

2.2 位置傳感器建模

如圖1中所示，電動(dòng)機(jī)的位置信號(hào)觸發(fā)電路，轉(zhuǎn)子角速度經(jīng)過(guò)比例放大器變換將單位rad/s變成單位deg/s，再經(jīng)過(guò)離散積分器得到三相的相對(duì)位置[1]。三相之間各自相對(duì)于對(duì)其位置互差15°。并可以通過(guò)改變導(dǎo)通和關(guān)斷角的不同形式，進(jìn)行相應(yīng)的準(zhǔn)確控制。

2.3 系統(tǒng)整體建模

電源選用的是240V直流電源，SR電動(dòng)機(jī)是采用系統(tǒng)提供的6/4極開關(guān)磁阻電機(jī)[2]。修改其電機(jī)的只讀屬性，再依據(jù)相關(guān)的變量，改變某些參數(shù)的數(shù)值。運(yùn)行之后，采集到SR電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速波形，系統(tǒng)建模如圖1所示。

2.4 開關(guān)磁阻電機(jī)仿真圖

如圖2所示的開關(guān)磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn)速圖。

3 結(jié)論

仿真結(jié)果說(shuō)明作者搭建的整體系統(tǒng)仿真時(shí)是可行。再看由仿真模型得出的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的仿真圖，轉(zhuǎn)子的速度隨著時(shí)間的增加也在上升，但是在上升的波形并不是平穩(wěn)的，每隔一段時(shí)間就會(huì)有波動(dòng)。這就是開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩特性中的缺點(diǎn)，有轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。這是我們仿真得出的結(jié)論。

【參考文獻(xiàn)】

[1]孫曉明.基于MATLAB的開關(guān)磁阻電機(jī)非線性建模仿真[J].電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào)，2009，9（5）：68-71.

[2]J 盧承領(lǐng)，杜成濤.基于Simulink的四相開關(guān)磁阻電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)仿真[J].蘭州文理學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2014（6）.

[3]J Lu C L，Zhang G，Du C T.Design and Implementation of Low-power SRM Control System.IFAC-Papers On Line.2015.

[責(zé)任編輯：田吉捷]endprint