论文部分内容阅读
本文首先从磁场角度介绍同步磁阻电机的工作原理。接着,在三相静止坐标系下对同步磁阻电机建立磁链、电压和电感、电流等参数之间的关系,通过恒相幅值变换将参数关系转换到两相旋转坐标系下,使参数关系大大简化,并使用矢量关系图直观描述各个物理量之间关系,讨论同步磁阻电机工作过程。由于磁性材料存在饱和效应,同步磁阻电机实际工作过程中d、q轴电感是随d、q轴电流变化的,故需要探究这种变化规律,并根据这种规律搭建同步磁阻电机的仿真模型,进而根据同步磁阻电机数学模型来确定d、q轴电流的合理分配,通过矢量控制优化转矩电流比。本文分析三种矢量控制方式,即:①理想电机模型下id=iq的电流分配方式;②使用函数拟合d轴电感,并假定q轴电感为常值,进而推导出d、q轴电流分配关系;③使用有限元法找到任意给定转矩下的电流最小值,由此拟合得到d、q轴电流的最优分配关系。然后,对于所需的电磁转矩,将三种方法得到的电流幅值进行对比分析,进而研究同步磁阻电机的优化矢量控制方法。为了实现对同步磁阻电机的驱动、控制,本文从硬件和软件两个方面介绍实验平台。硬件方面主要有单片机核心板、PWM信号电平转换电路、可拼装式功率模块、编码器及其信号处理电路、电流信号采样电路等。软件方面主要是配合硬件实现各模块的功能,如三相电流的测量、电机转子初始位置的确定、转速的测量等等,最终按照同步磁阻电机的控制框图实现所有的功能。电机加工与装配过程中引入的误差,可能对同步磁阻电机性能产生影响。针对一台优化过的同步磁阻电机,分别讨论冲片冲制产生的毛刺、冲制边缘的材料磁性能变差、叠压自扣片、铆接错位以及定转子装配偏心等对电机平均转矩、转矩脉动、效率以及单边磁拉力的影响,从而总结同步磁阻电机加工过程中需要严格控制偏差的工艺。