同步磁阻電機(jī)及其控制技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用

同步磁阻電機(jī)及其控制技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用用時(shí)可以刪除2介紹了同步磁阻電機(jī)(SynRM)的運(yùn)行原理。追溯同步磁阻電機(jī)的磁阻電機(jī)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行特點(diǎn)。根據(jù)同步磁阻電機(jī)的特點(diǎn)狀討論了同步磁阻電機(jī)現(xiàn)有的幾種高性能控制方法。最前的研究進(jìn)展結(jié)合其取得的優(yōu)越性能介紹了其在電動(dòng)汽同步磁阻電機(jī)阻電機(jī)的原理SynRM運(yùn)行原理與傳統(tǒng)的交、直流電動(dòng)機(jī)有著根本的區(qū)別，它不像傳統(tǒng)電動(dòng)依靠定、轉(zhuǎn)子繞組電流產(chǎn)生磁場相互作用形成轉(zhuǎn)矩，而遵循磁通總是沿最小路徑閉合的原理，通過轉(zhuǎn)子在不同位置引起的磁阻變化產(chǎn)生的磁拉((磁鏈方程：。3le深入研究。早期的同步磁。在轉(zhuǎn)子軛q軸阻電機(jī)一步優(yōu)化，發(fā)表文章提出SynRM在交流調(diào)速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中替代異步電動(dòng)機(jī)的可4對(duì)電機(jī)性能影響較大，同時(shí)優(yōu)化后的樣機(jī)其功率因數(shù)為的課題組設(shè)計(jì)制作出國內(nèi)第一臺(tái)兩極的ALA轉(zhuǎn)子樣機(jī)，其樣機(jī)的凸極率和功率指出對(duì)于確定的凸極率理功率因數(shù)與之對(duì)應(yīng)，反之對(duì)于確定的功率因數(shù)理論上有最小的凸要求而正確選擇，單純追求增大凸極率是不適當(dāng)?shù)?。指出在電機(jī)應(yīng)用中，功率率條件下大大降低了電機(jī)的成本，同避免了開關(guān)磁阻電機(jī)運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)矩脈用。同步磁阻電機(jī)的交直軸磁阻差異大，旋轉(zhuǎn)時(shí)磁5永點(diǎn)也同樣明顯，目前還存在著軸為了獲得較好的控制性能取得較高的控制精度同步磁阻電機(jī)的控制主要通過矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制。為了減小控制成本，發(fā)揮同步磁阻電機(jī)低成本的優(yōu)勢以及在特殊的應(yīng)用場合為了達(dá)到提高系統(tǒng)的安全可靠性，去掉位置傳感器的要求，同步磁阻電機(jī)的無傳感器控制得到了深入的研究。同步磁阻電機(jī)控制方案面臨的兩大問題，一方面表現(xiàn)為需要位置傳感器。另一方面，同步磁阻電 (1)最大轉(zhuǎn)矩控制(MTC)：當(dāng)9=/4時(shí)，每安培電流能得到最大的轉(zhuǎn)矩 (2)最大轉(zhuǎn)矩變化率控制(MRCTC)：當(dāng)9=tan1可以實(shí)現(xiàn)最大轉(zhuǎn)矩變 (3)最大功率因數(shù)控制(MPFC)：由于功率因數(shù)直接關(guān)系到變頻器的輸 幾乎一其中ξ=Ld/Lq?？梢钥闯?，在最大功率因數(shù)控制(MPFC)和最大轉(zhuǎn)矩變化率控制(MRCTC)中ξ值的大小直接影響電機(jī)的各個(gè)性能，是控制的關(guān)鍵要較大變化，不容易測準(zhǔn)[22]。6及其特點(diǎn)，關(guān)于同步磁阻電機(jī)矢量控制很多行了深入的研究。文獻(xiàn)[23]介紹了一種同步磁阻電機(jī)的精確恒電流角控出了一種使同步磁阻電機(jī)獲得最高效率電機(jī)低速運(yùn)行時(shí)主要是銅損，高速運(yùn)行和轉(zhuǎn)矩下，電機(jī)損耗僅是定子磁鏈幅值行點(diǎn)，電機(jī)在最優(yōu)運(yùn)行點(diǎn)附近具有最高效率。文獻(xiàn)[25]提出了一種保持轉(zhuǎn)矩與電流之比為最大值的矢量控制方案，當(dāng)轉(zhuǎn)矩與電流之比為最大值時(shí)銅損最小、效率最高。通過分析矢量控制下轉(zhuǎn)矩和d的速度響應(yīng)下，該方案能使定子電流最小，效率最高。文獻(xiàn)[26]軸電流的優(yōu)化值，對(duì)該優(yōu)化值與實(shí)際值的偏差實(shí)行比例積分控制。采用這種控要求，會(huì)降低制顯得尤為重7器控制中位置估測技術(shù)有了廣泛而深入的研置估測有很大的借鑒意義。將各種位參數(shù)敏感，受系統(tǒng)擾動(dòng)影響變化大算法復(fù)雜，計(jì)算量大在初始位置判斷以及起動(dòng)上算法魯棒性差，適應(yīng)范圍小存在永磁體，有新問題需要解決器算法復(fù)雜，不易工程實(shí)現(xiàn)現(xiàn)信號(hào)解調(diào)的滯后入測較大，對(duì)凸極性有一定要求入測敏感對(duì)電機(jī)參數(shù)變化受負(fù)載影響比較大長，對(duì)凸極性有一定的要求7阻電機(jī)無位置傳感器控制將主要面臨問子的位置實(shí)現(xiàn)同步磁阻電機(jī)無位置控制[30]，然而這種方法不適用于低速運(yùn)行狀態(tài)。為了提高低速性能，一些學(xué)者嘗試用定子另一些學(xué)者提出來通過定子電流變化率測轉(zhuǎn)子的位置，這種方法在低速情況下能取得較好的效果，然而隨著轉(zhuǎn)速的提高估測效果變差，需要提供一個(gè)關(guān)于轉(zhuǎn)速和初始電流信號(hào)的補(bǔ)償量，由于轉(zhuǎn)速對(duì)于這種方法估測效果的影響是非線性了一種轉(zhuǎn)子位置估測器。流變化率不受反電勢的影響[34]。然而這這種方法通過定子電壓積分或者提取電子電壓三次諧波分量得到定子電壓磁鏈制方法。在推導(dǎo)無位置傳感器相關(guān)公式的基礎(chǔ)上，構(gòu)建8方法能夠準(zhǔn)確地估計(jì)出同步磁阻電動(dòng)機(jī)的位置,但是電機(jī)混合無流注入，取得了和傳統(tǒng)的矢量控制相比，直接轉(zhuǎn)矩控制直接對(duì)逆變器的開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行最佳機(jī)控制技術(shù)，實(shí)速跟蹤，使得穩(wěn)態(tài)情況下輸出電流和轉(zhuǎn)矩波動(dòng)減小，但是他們電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制性能的影響，引入零電壓矢量減小轉(zhuǎn)矩的模式能C得更小的諧波電流、更小的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)和更好的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩響應(yīng)性華中科技大學(xué)辜承林教授課題組對(duì)ALA轉(zhuǎn)子同步磁阻電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制進(jìn)行了深入的研究通過四極ALA轉(zhuǎn)子電機(jī)的大量實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了在直接轉(zhuǎn)矩控制方極ALA轉(zhuǎn)子電機(jī)和兩極ALA轉(zhuǎn)子電機(jī)的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了直接轉(zhuǎn)矩控制方案案能解決開環(huán)起動(dòng)振蕩電機(jī)不必借助阻尼器即可順利完成起動(dòng)和加減載過程[20]。永磁材料性能的提高在對(duì)控制性能要求較高的場合永磁同步電機(jī)得到了廣泛的應(yīng)用。但永磁同步電機(jī)存在溫度限制過于嚴(yán)未來極有可能面臨緊缺，將阻礙永磁同步電機(jī)的發(fā)展。同步磁阻電機(jī)，轉(zhuǎn)子上矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制等高性能控制算法結(jié)合一些先進(jìn)的控制策略被應(yīng)用于9車，以實(shí)現(xiàn)在氣動(dòng)時(shí)獲得大轉(zhuǎn)矩并且在發(fā)電運(yùn)行時(shí)有很寬的調(diào)速范圍。他們呢將一個(gè)由三相逆變器供電的同步磁阻電機(jī)直接連到電池組，將同步磁阻電機(jī)原型機(jī)放在一個(gè)混合試驗(yàn)臺(tái)做實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了它的性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示在綜合起動(dòng)發(fā)電系統(tǒng)的所有工作點(diǎn)直流側(cè)電壓能夠保持穩(wěn)定，而且由于同步磁阻電機(jī)超強(qiáng)的過載能力和容錯(cuò)能力以及很寬的恒功率速度區(qū)，使得它非常適合在電動(dòng)汽車中統(tǒng)，應(yīng)用考慮磁路飽和的最大轉(zhuǎn)矩電流比控制在矢電機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)證明在電動(dòng)汽車和電力M目標(biāo)對(duì)轉(zhuǎn)子的疊壓和磁路進(jìn)行優(yōu)化。實(shí)驗(yàn)結(jié)夠達(dá)到基準(zhǔn)IPM電機(jī)接近的性能[45]。況下，對(duì)同步磁阻電機(jī)建模。分析了同步磁阻電機(jī)作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行的原理，指區(qū)圖(電流)。接著分析了不同速度區(qū)的控制策略。基速以下用最大功率電流比控制、或者為了避免磁鏈飽和用恒磁鏈控制(主要考慮鐵損使電機(jī)工作在高M(jìn)0]周立求.ALA轉(zhuǎn)子同步磁阻電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)研究[D].武漢:華中科技研究[D].哈爾[42]賀小玉.基于dSPACE的ALA轉(zhuǎn)子電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)研究[D].華中科技大學(xué),2012.[43]MorandinM,FornasieroE,BianchiN,etal.Arobustintegratedstarter/alternatordriveadoptingasynchronousreluctancemachineforautomotiveapplications[C]//TransportationElectrificationConferenceandExpo(ITEC),2014IEEE.IEEE,2014:1-6.[44]GoncalvesAP,CruzSMA,FerreiraF,etal.SynchronousReluctanceMotorDriveforElectricVehiclesIncludingCross-MagneticSaturation[C]//VehiclePowerandPropulsionConference(VPPC),2014IEEE.IEEE,2014:1-6.[45]CaiH,GuanB,XuL,etal.Optimaldesignofsynchronousreluctancemachine:Afeasiblesolutiontoeliminatingrareearthpermanentmagnetsforvehicletractionapplications[J].COMPEL:TheInternationalJournalforComputationandMathematicsinElectricalandElectronicEngineering,2014,33(5):1569-1586.[46]FukaoT.Principlesandoutputcharacteristicsofsuperhigh-speedreluctancegeneratorsystem[J].IndustryApplications,IEEETransactionson,1986(4):702-707.[47]OjoO,BhatI.AnewsynchronousreluctancegeneratorAC/DCbuckrectifierasacontrollablepowersupply[C]//PowerElectronicsSpecialistsConference,PESC'94Record.,25thAnnualIEEE.IEEE,1994:385-390[48]MoncadaRH,PavezBJ,TapiaJ,etal.Operationanalysisofsynchronousreluctancemachineinelectricpowergeneration[C]//ElectricalMachines(ICEM),2014InternationalConfere