【正文】 else u=v_q_m。 end end end end end 相電流控制仿真模型 開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)采用傳統(tǒng)的電流斬波控制方式時(shí)，它的發(fā)電階段的相電流處在不受控制的反壓續(xù)流狀態(tài)，這使得相電流和電磁轉(zhuǎn)矩的控制表現(xiàn)出嚴(yán)重的非線性的特征，這導(dǎo)致了電機(jī)的轉(zhuǎn)速和直流母線電壓都會(huì)發(fā)生較大的波動(dòng)。 θ4=176。 相電感仿真模型 由相電感的波形圖可以看出，以 0~θa作為一個(gè)周期。 同時(shí)講述了關(guān)于開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)的穩(wěn)壓系統(tǒng)的閉環(huán)控制的過程和結(jié)構(gòu)。 電壓指令發(fā)生器 由于在原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩不變的情況下，受材料、幾何尺寸以及散熱等條件的影響，磁鏈的大小幾乎與轉(zhuǎn)速無關(guān)，因此，為了保證發(fā)電階段的相同轉(zhuǎn)子位置下的相電流和額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行下狀況下的相同轉(zhuǎn)子位置下的相電流的大小相等，如果忽略了繞組電阻 Rk，則磁鏈 ψk表達(dá)式 如下為： ???? ?? dUco f fkk ?? ? *m a x （ 46） 其中： ψkmax為開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)的最大磁鏈； Uc*為開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)所需的發(fā)電電壓穩(wěn)定值。 滯環(huán)控制器 采用不對(duì)稱橋式功率變換器的開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)的穩(wěn)壓控制系統(tǒng)中，當(dāng)采用傳統(tǒng)的電流斬波控制方法的時(shí)候，處于發(fā)電階段的相電流為不加控制的反壓續(xù)流狀態(tài)。在內(nèi)環(huán)的電流環(huán)，參考電流iref與功率變換器的各相的實(shí)測(cè)電流 ik進(jìn)行比較，比較后的結(jié)果經(jīng)過電流滯環(huán)，輸出的信號(hào)為各相主開關(guān)管的觸發(fā)信號(hào)，即輸出開關(guān)表。勵(lì)磁電流和占空比之間具有很好的線性關(guān)系，而且 PWM 信號(hào)的周期即為系統(tǒng)的調(diào)控周期，從而能夠獲得良好的動(dòng)態(tài)性能。如此反復(fù)，最終使得相電流在給定值的附近上下波動(dòng)。 APC 的具體實(shí)現(xiàn)是在 θ=θon 時(shí)，使開關(guān)器件導(dǎo)通，在 θ=θoff 時(shí)使開關(guān)器件關(guān)斷。其電壓方程為： ?? ????? Laiadtd i aLai a R aUc （ 43） 如式 (43)，在發(fā)電狀態(tài)，若運(yùn)動(dòng)電動(dòng)勢(shì)小于加到繞組上的發(fā)電電壓，則相電流下降；若運(yùn)動(dòng)電動(dòng)勢(shì)等于加到繞組上的發(fā)電電壓，則相電流保持不變；若運(yùn)動(dòng)電動(dòng)勢(shì)大于加到繞組上的發(fā)電電壓，則相電流上升，這是理想的 相電流波形，有利于系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率的提高 【 9】【 13】 。 不對(duì)稱功率 變換器的工作狀態(tài) 隨著各相橋臂開關(guān)器件的導(dǎo)通和關(guān)斷，每相繞組有三種工作狀態(tài)：勵(lì)磁狀態(tài)，續(xù)流狀態(tài)和發(fā)電狀態(tài)。 自勵(lì)模式 如圖 41 所示， Us 是起勵(lì)電源，給 SRG 提供初始勵(lì)磁。 相磁鏈的數(shù)學(xué)模型 當(dāng)開關(guān)磁阻電機(jī)由恒定直流電源 Us 供電時(shí)，忽略繞組電阻壓降 iR，則式（ 38）可簡(jiǎn)化為： ??????? dddtddddtdUs ????? （ 310） 式中＋ Us 為繞組勵(lì)磁階段的外加電壓，－ Us 為主開關(guān)管關(guān)斷后續(xù)流階段所加電壓。基于電機(jī)綜合性能的考慮，其轉(zhuǎn)子極弧 βr 通常要求大于定子極弧 βs，因此在 θ2～ θ3區(qū)域內(nèi)，轉(zhuǎn)子凸極與定子磁極全部重疊，相電感保持在最大值 Lmax。 這種方法相對(duì)于理想線性模型和準(zhǔn)線性模型，精度大大提高，具有精確、 高效、實(shí)用的特點(diǎn)，特別適合于仿真研究和實(shí)時(shí)控制。 （ 1） 理想線性模型 若不計(jì)電機(jī)磁路飽和的影響，相電感與相電流的 大小無關(guān)，且忽略磁通的邊緣效應(yīng)以及所有的損耗，此條件下的電機(jī)模型就 是理想線性模型，相電感僅僅是轉(zhuǎn)子位置角的分段線性函數(shù)。),( （ 35） 式中： Wm′(ik,θ)—繞組的磁共能，其表達(dá)式如下： iki dikikmW ?? 0 ),(),(39。其中的一相繞組的等效電路如圖 31 所示。發(fā)電運(yùn)行同樣能夠工作在缺相的狀態(tài)，具有良好的容錯(cuò)性，因此發(fā)電運(yùn)行具有很高的可靠性，優(yōu)于其它種類的發(fā)電機(jī)。 圖 23 一相繞組等效電路圖 由于電流源具有內(nèi)阻大、易于并聯(lián)等特性，這使得電機(jī)的結(jié)構(gòu)更為靈活。 開關(guān)磁阻電機(jī)發(fā)電運(yùn)行的自然輸出特性 實(shí)際上，處于控制參數(shù)不變的情況下，勵(lì)磁電流 Ic 也會(huì)受到電機(jī)轉(zhuǎn)速的影響，勵(lì)磁電流為： )(m a x wo f fono f fLLUIc?????? ?????? （ 23） 其中： θw 為 t2 對(duì)應(yīng)的位置。由此可見，開關(guān)磁阻電機(jī)的發(fā)電運(yùn)行的本質(zhì)與一般的發(fā)電機(jī)不一樣，它的勵(lì)磁過程和發(fā)電過程是作為周期性分時(shí)控制的。它的定子和轉(zhuǎn)子呈雙凸極形狀，極數(shù)不相等，都由疊片構(gòu)成。而位置傳感器的作用是負(fù)責(zé)捕獲位置信號(hào)，它是開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)的自同步運(yùn)行與系統(tǒng)控制的重要基礎(chǔ)。轉(zhuǎn)子上既沒有繞組也沒有永磁體，而定子上繞有集中繞組，并且徑向相對(duì)的兩個(gè)繞組可以串聯(lián)在一起或者并聯(lián)在一起，它們稱為 “一相 ”。 由于 它具有的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單堅(jiān)固，調(diào)速范圍寬，調(diào)速性能較優(yōu)異，而且在整個(gè)調(diào)速范圍內(nèi)都具有較高的效率， 系統(tǒng)的可靠性 高等優(yōu)點(diǎn)， SRD產(chǎn)品已經(jīng) 廣泛或者開始應(yīng)用于機(jī)床設(shè)備、泵類負(fù)載、油田、紡織設(shè)備、家用電器、電動(dòng)車與驅(qū)動(dòng)、煤炭工業(yè)、高速運(yùn)行應(yīng)用場(chǎng)合等。 CCC控制方案能夠確保變換器的可靠工作，同時(shí)減小了相電流對(duì)于開關(guān)管的沖擊，能夠有效的實(shí)現(xiàn)低脈動(dòng)的恒壓發(fā)電。目前，南京航空航天大學(xué)與陜西航空電氣有限責(zé)任公司正在進(jìn)行合作，正在研發(fā)大功率的開關(guān)磁阻起動(dòng) /發(fā)電機(jī)系統(tǒng)。 Voltage loop?，F(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用于航空、牽引和家用電器等領(lǐng)域。 說明書及插圖一律打印，要求條理清晰、文筆流暢、圖形及文字符號(hào)符合國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)輸出電壓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )任務(wù)書 學(xué)院：電氣工程學(xué)院 系級(jí)教學(xué)單位：電氣工程系 學(xué) 號(hào) 學(xué)生 姓名 專 業(yè) 班 級(jí) 應(yīng)電 093 題 目 題目名稱 開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)的輸出電壓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 題目性質(zhì) ：工程設(shè)計(jì) （ √ ）；工程技術(shù)實(shí)驗(yàn)研究型（ ）； 理論研究型（ ）；計(jì)算機(jī)軟件型（ ）；綜合型（ ）。 按學(xué)院指定的地點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，嚴(yán)格按照進(jìn)度計(jì)劃完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。然而在中低速下的發(fā)電階段期間電機(jī)的運(yùn)動(dòng)電勢(shì)有可能會(huì)低于發(fā)電電壓，從而使電機(jī)利用率和轉(zhuǎn)換效率降低。 MATLAB simulation III 目 錄 摘要 ........................................................................................................................ I Abstract ................................................................................................................. II 第 1章 緒論 ..........................................................................................................1 課題背景 .................................................................................................1 選題目的和意義 ..............................................................................1 國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)綜述 ..............................................................................2 研究的基本內(nèi)容 ..............................................................................3 第 2章 開 關(guān)磁阻電機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理 ..........................................................4 開關(guān)磁阻電機(jī)的結(jié)構(gòu) .............................................................................4 開關(guān)磁阻電機(jī)的工作原理 .....................................................................5 開關(guān)磁阻電機(jī)發(fā)電狀態(tài)的工作特點(diǎn) .....................................................6 開關(guān)磁阻電機(jī)的有效發(fā)電條件 ......................................................6 開關(guān)磁阻電機(jī)發(fā)電運(yùn)行的自然輸出特性 ......................................7 開關(guān)磁阻電機(jī)發(fā)電運(yùn)行的等效模型 ..............................................8 開關(guān)磁阻電機(jī)發(fā)電運(yùn)行的特點(diǎn) ......................................................9 本章小結(jié) .................................................................................................9 第 3章 開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)的方程及其數(shù)學(xué)模型 ................................................10 開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)的方程 .......................................................................10 電壓方程 ........................................................................................10 磁鏈方程 ........................................................................................ 11 機(jī)械運(yùn)動(dòng)方程 ................................................................................ 11 轉(zhuǎn)矩方程 ........................................................................................12 電動(dòng)勢(shì)平衡方程 ............................................................................12 開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型 ...............................................................12 相電感的數(shù)學(xué)模型 ........................................................................14 相磁鏈的數(shù)學(xué)模型 ........................................................................15 本章小結(jié) ...............................................................................................16 第 4章 開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)的控制系統(tǒng) ................................................................17 IV 開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)的不對(duì)稱功率變換器 ............................................... 17 自勵(lì)模式 ........................................................................................ 17 他勵(lì)模式 ...................................