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鹿泉峰_半齿绕开关磁阻电机的优化设计与控制.ppt

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鹿泉 绕开 磁阻 电机 优化 设计 控制
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半齿绕开关磁阻电机的优化设计与控制,答辩人:鹿泉峰学 号:16009123导 师:花为,框架,,1,,2,,3,2,研究背景,论文要点,课题展望,研究背景,随着近年来稀土永磁材料价格的不断上涨和永磁电机所固有的高温退磁问题,基于开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor,简称SRM)的驱动系统受到了越来越多的关注。,优点:结构简单成本低调速性能好各相工作独立…………,应用于,3,论文要点,半齿绕与全齿绕开关磁阻电机比较,,开关磁阻电机控制策略的分析与仿真,,半齿绕开关磁阻电机尺寸的优化设计,,半齿绕开关磁阻电机绕组的设计及初步实验,4,论文要点,开关磁阻电机结构,(a) 二维结构图,(b) 三维结构图,5,论文要点,半齿绕与全齿绕开关磁阻电机比较,(a) 全齿绕开关磁阻电机,(b) 半齿绕开关磁阻电机,绕组不同,主齿,副齿,6,论文要点,半齿绕与全齿绕开关磁阻电机比较,,,A相绕组通电时HT-SRM和FT-SRM的磁通分布,7,半齿绕 互感小,论文要点,半齿绕与全齿绕开关磁阻电机互感比较,小电流密度,大电流密度,半齿绕结构的电机的尺寸需要优化!,8,论文要点,开关磁阻电机控制策略的分析,APC适于电机较高转速区,因为绕组反电动势大,电流上升速度缓慢,不会出现过流情况,通过改变导通角可以改变绕组电流大小,CCC实际上是调节电压的有效利用值,适用于电机低速区,这时,相电流周期长、磁链及电流峰值大,适宜采用斩波限流。,电流斩波控制(CCC),角度位置控制(APC),9,论文要点,开关磁阻电机控制策略的仿真,转矩仿真图,转速仿真图,10,论文要点,半齿绕开关磁阻电机尺寸的优化设计,把平均转矩作为主要优化目标,结合转矩脉动相间互感等因素,以原有的一台12/8开关磁阻电机的尺寸为基础,对电机的定子齿和转子齿进行优化。,5A/mm2电流密度不同尺寸下平均转矩,11,论文要点,半齿绕开关磁阻电机尺寸的优化设计,转子齿优化,通断角为0-22°时不同副齿下转矩,副齿优化,12,论文要点,半齿绕开关磁阻电机尺寸的优化设计,优化后尺寸示意图,优化后与未优化半齿绕电机在不同电流密度下比较,13,论文要点,半齿绕开关磁阻电机绕组的设计,转速1500rpm单匝相反电势,Simplorer主电路和控制逻辑 ANSOFT模型图,14,论文要点,半齿绕开关磁阻电机绕组的设计,85、100、115匝的情况下输出转矩均可以达到要求,转速均可保持在1500rpm。对比三种方案,85匝时单匝电流明显要比100匝和115匝时大,这对开关管的要求提高;同时,若匝数太多,会导致电机的高速性能不好。整合这两种因素,最终选取绕组匝数为100匝。,15,论文要点,16,样机初步实验,17,论文要点,样机初步实验,18,论文要点,样机初步实验,19,论文要点,样机初步实验,课题展望,虽然本文对开关磁阻电机及其优化设计和应用进行了一定的研究,许多工作和问题仍有待进一步研究和解决。,20,谢谢大家!,
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