开关磁阻电机基于转矩脉动最小化的直接转矩控制技术2011年8月15円第34卷第16期ModernElectronicsTechnique现代电子技术Aug.2011Vol.34No.16邓木生1,瞿遂春1,李华柏2(1.湖南铁道职业技术学院/湖南株洲??41201;2.南通大学，江苏南通？？226019)摘??耍:开关磁阻电机的主耍缺点是转矩脉动较大以及振动和噪声比其他调速系统严重。这里将直接转矩控制技术应用到开关磁阻电机中，以转矩脉动最小化为主要控制目标,在此基础上建立了直接转矩控制的仿真模型。仿真及实验研宄表明,直接转矩控制技术能够将磁链矢量幅值很好地控制在滞环带内，从而冇效地控制转矩脉动，降低电机的振动和噪声。关键词:开关磁阻电机;仿真研究;转矩脉动;直接转矩控制中图分类号:TN911??34;TM352??????文献标识码:A??????文章编号:1004??373X(2011)16??0207??04DirectTorqueControlTechnologyofSwitchedReluctanceMotorBasedonTorqueRippleMinimizationDENGMu??shengl,QUSui??chunl,LIHua??bo2(l.HunanRailwayProfessionalTechnologyCollege,Zhuzhou412001,China;2.NantongUniversity?Nantong226019,China)Abstract:Theswitchedreluctancemotorhasdisadvantagessuchasgreatertorqueripple,moreseriousnoiseandvibrationproblemsthanotherdrivesystems.Thedirecttorquecontroltechnologyisusedintheswitchedreluctancedrivesystems,whichtakesthetorquerippleminimizationascontrolgoal.Thesimulationmodelofdirecttorquecontrolofswitchedreluc??tancemotorisbuiltbasedonthetheory.Theresultsshowthattheamplitudeofthefluxcanbewellcontrolledinhysteresisband,themotor'storquerippleandnoiseproblemsareeffectivelyinhibited.Keywords:switchedreluctancemotor;simulationresearch;torqueripple;directtorquecontrol0??引？?言开关磁阻电机(SwitchedReluctanceDriver,SRD)是一种新型的调速驱动系统，具有结构简单坚固、成本低、容错运行能力高、能量密度较高以及高速运行能力的特点，在调速领域有丫广泛的应用。但是,SRM的双凸极结构和局部磁路的高度饱和特性导致转矩脉动较人，制约了它在某些领域中的应用。SRD有角度位置控制(APC)、电流斩波控制(CCC)、PWM控制及全导通斩波控制等控制方式，冃前采用较多的主要是低速起动电流斩波控制、高速运行角度位置控制相结合的方式，这种控制方案电机起动能力强，高速运行时电机出力大，但存在电机转矩脉动较大的缺点。木文将直接转矩控制(DTC)策略应用到SRD中,以三相6/4结构电机为例，它以转矩控制为主要目的，对转速和转矩进行直接控制，将转矩控制在一个滞环内。通过与其他控制方式的对比研究，表明DTC可以有效地降低转矩脉动，减小电机的振动与收稿日期:2011??03??17基金项目:湖南省科技厅基金项冃:新型轨道交通屮TFLSRM及其控制系统的研宄(2010GK2097)噪声。1??开关磁阻电机转矩控制的基本原理1.1??开关磁阻电机的转矩特性图1是三相6/4结构的SR电机结构，由图可知，电机一相基本电压方程为：U=Ri+dt(1)式中:??(??,i)为相磁链，它是相电流和转子位置的函数;R为相绕组电阻;i为相电流。图1??开关磁阻发电机的结构由于开关磁阻电机磁场的高度饱和特性,R对电磁转矩的影响非常小，可忽略不计：??+i??(2)P=Ui=i??idt????dt208那么SRM的电磁转矩可近似表示为：T==id??1.2??SRD直接转矩控制的基本原理现代电子技术2011年第34卷器件的通断上，把转矩和磁链幅值都限制在一定的范围(3)内，以此来减少转矩脉动。2??SRD直接转矩控制系统仿真研究2.1??SRD仿真模型的建立根据前文对开关磁阻电机直接转矩控制系统原理的分析，在Matlab/Simulink中建立SRM直接转矩控制系统仿真模型如图4所示。整个系统包括:CON??VERTER模块(功率变换器模块);FLUX模块(磁链计算模块);switch_table模块(开关表模块);zone_pandu??an模块(定子磁链空间位置判断模块);torque_flux_change模块(转矩磁链选择表);SwitchedReluctanceMotor模块(SRM本体模块)由式(3)可以看出,SR电机在保持定子磁链幅值不变的情况下，当定子磁链超前于??时，电机转矩增加;定子磁链滞后于??时，电机转矩减少。因此，根据直接转矩...