开关磁阻电机的有限元分析与性能仿真研究
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开关磁阻电机调速系统仿真设计摘要:开关磁阻电机(SRM)的模型是进行SRM的仿真和性能预测、控制算法设计等研究的基础。
该项目所用500?W电机模型是在MATLAB 平台下基于SRM的物理特性所建立的SRM查找表模型,并基于该模型,建立了SRM仿真系统。
关键词:开关磁阻电机模型仿真系统SRM1 开关磁阻电机的建模问题开关磁阻电机的非线性使其性能的精确分析和计算较为困难。
由于SRM电机的定、转子采用双凸极结构,电动机在运行时其定、转子极身存在着显著的边缘效应和高度局部饱和,从而引起了整个磁路的高度非线性,其每相绕组的电感是电流和电动机转子位置角的非线性函数,很难准确建立SRM电机的非线性电感模型,因此如何建立比较精确的SRM电机的数学模型,是国内外广大学者一直研究的问题。
2 SRM模型数据的获取目前,关于SRM电机建模的方法主要有有限元分析法、等效磁链法、查表插值法、人工智能法以及函数逼近法等。
本模型数据的获取采用改进的“DC脉冲测试法”测得0~22.5?°某固定角度的电压与电流值,由电流方程积分求得电流-角度-磁链数据,接着由机电方程计算得出电流-角度-转矩数据。
经过神经网络平滑处理并整理得到电流表与转矩表。
3 电动仿真系统搭建对于一个实际SRM系统,其运行时存在多种非线性因素,如功率开关的导通压降,关断漏电流,电机的铁耗等。
精确模拟上述非线性特性非常困难,并且仿真模型将变得十分复杂。
因此,在仿真研究中一般均忽略上述因素对SRM的影响。
为简化分析,在本文的SRM仿真模型建立中进行如下假设:(1)母线直流电压与设定值严格相等,没有波动;(2)功率变换器各开关器件均为理想开关,即导通时压降为零,关断时电流为零;(3)忽略铁耗和相间互感。
根据电机物理特性方程和获取的查找表构建SRM本体模型,并和其它模块一起共同构成了SRM仿真系统。
本系统模型采用逻辑模块与数学模块搭建,主要包括以下几个模块:控制模块,角度变换模块,SRM本体模块。
新型开关磁阻电机磁路的计算与仿真卫鹏,张俊芳(南京理工大学南京 210094)摘要:论文阐述了电机的基本类型及其原理,对比传统开关磁阻电机的基础上着重分析了一种新型开关磁阻电机的系统组成、结构特点,采用的是6/4极拓扑结构,并运用有限元法对新型开关磁阻电机的静态特性进行了分析。
着重分析了不同电枢电流、不同电枢截面积、不同气隙宽度和不同永磁体厚度、不同永磁材料对电机的转矩的影响。
计算出电机转矩脉动随电枢电流和永磁体厚度的变化趋势,得到了电机转矩最大条件下的结构参数,对新型开关磁阻电机的设计具有一定指导意义。
关键词:开关磁阻电机;电磁转矩;有限元分析;永磁体Abstract:Expounds the basic type and principles of motor .On the base of comparing with SR motor,a new Switched Reluctance Motor and its structure and running principle were introduced.Take the 6/4 role model for example,the method FEM was adopted to analyze the static characteristic which was emphasize analyzed under different armature current,different material of permanent—magnet ,different armature area different length of air gap and different thickness of permanent—magnet mode.The relationship between torque ripple and PM width were pointed out,and the structure parameters was educed under the condition of the biggest torque .And some advices were given for the new Switched Reluctance Motor design.Keywords:Switched Reluctance Motor;Electromagnetic Torque;Finite Element Method;Permanent magnet0 引言新型开关磁阻电机定转子结构外形与开关磁阻电机相似,呈双凸极结构,但它在定子上放有永磁体,所以其磁路与传统的开关磁阻电机也不一样。
基于最优开通角的开关磁阻电机调速系统建模与仿真张正苏【摘要】开关磁阻电机驱动系统(S RD )是一种广泛应用于工业技术领域的新型电动机驱动系统,如何对其建立精确的非线性模型是其高性能得以实现的必要前提。
应用 Ansoft Maxwell有限元分析软件,经计算获得开关磁阻电机(SRM )的静态电磁特性,在此基础之上,针对开关磁阻电机驱动系统(SRD)进行建模并通过Matlab软件平台进行仿真。
采取固定关断角、选取最优开通角的控制策略进行S RD系统仿真,针对不同设置模式下的仿真结果对比分析,为后续的S RD实验测试环节完成前期的必要准备。
%Switched reluctance motor speed control system is a new type of motor drive system applied to the field of industrial technology ,and a wide range ,accurate nonlinear model is very important for the high performance of SRD . In this paper , finite elementis used to analyze and calculate the static electromagnetic characteristicsof SRM .Based on this ,the nonlinear model of SRD is established and the simulation is realized by the use of Matlab software platform .Turn‐off angle is fixed and the opening angle is variable .Under the control strategy in this paper ,the simulation results of different mode are analyzed in detailed ,and the data of future SRD experimental test is predicted effectively ,which will have a certain reference value for theoretical research and practical application .【期刊名称】《黑龙江工程学院学报(自然科学版)》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】6页(P37-42)【关键词】SRM;电磁特性;建模仿真;开通角;关断角【作者】张正苏【作者单位】黑龙江工程学院电气与信息工程学院,黑龙江哈尔滨 150050【正文语种】中文【中图分类】TM352开关磁阻电机(SRM)是20世纪80年代中期随着电力电子技术、微型计算机技术和现代控制理论的迅猛发展而发展起来的一种新型机电一体化产品,是调速领域的一个新分支。
基于Ansoft的开关磁阻电机建模与仿真维普资讯 ////0>.∞喇理论与设计基于的开关磁阻电机建模与仿真杨丽伟张奕黄北京交通大学摘要:采用公司的和模目前,国内外对开关磁阻电机及其控制系统块建立了开关磁阻电机的模型,给出了电机的功率变换电的仿真大多是用或者来进行的,路,构建了一个完整的仿真系统。
通过对模型的有限这些方法一般根据电机的状态方程进行仿真。
由元分析,得到了的随转子位置变化的电感曲线,同时于开关磁阻电机的运行过程中的非线性特性,在得到了转矩、相电流及磁链曲线。
仿真结果为的优化它运行过程必然会有一些参数发生非线性变化】设计及进一步的研究提供了理论依据。
关键词:开关磁阻电机有限元法仿真分析例如电流、电感等等 ,以固定参数代入方程进 :行求解的方法必然带会来很大的误差,而且由于电机结构特殊性,它的参数也很难由传统的参. ?数计算方法来精确确定。
有限元法是一种离散化数值计算方法,能够精确地对电机的性能进行仿.真。
文中采用公司的和 , ..模块,利用电磁场有限元方法对开关磁阻电机的 .瞬态性能进行精确分析,从而完成对开关磁阻电机的瞬态仿真研究。
.:开关磁阻电机有限元模型的建立开关磁阻电机是近年来随着电力电本文以电动汽车用开关磁阻电机为研究对子技术和控制技术的发展而诞生的一种特种电象。
首先根据的基本参数在中机。
开关磁阻电机以其结构简单、坚固、成本低生成了二维几何模型,然后利用本身的接廉、可靠性强、起动转矩大、效率高等优点,已经口将几何模型导入 ,再用在许多领域得到了应用。
但是,由于开关磁阻中的瞬态模块进行有限元计算。
求解中运用了 ?电机的结构的特殊性,许多问题极待解决。
例如软件可以定义外加电路的特点,建立了的的振动、噪声问题,开关磁阻电机的特殊应驱动电路模型,与模型构成一个完整系统进行仿用,以及现代控制理论在开关磁阻电机中的应用真。
这使得仿真结果更加接近电机实际运行的情研究等。
因此,对开关磁阻电机的瞬态性能进行况,更为精确地反映了电机的运行性能。
开关磁阻电机磁场有限元分析摘要本文以开关磁阻电机(SR电机)磁场的有限元分析及稳态特性研究为主题开展研究工作,以期促进开关磁阻电机的推广应用及开关磁阻电机磁场理论的发展。
针对开关磁阻电机定、转子极存在显著的边缘效应和高度的局部饱和特点,本文在系统地总结电机电磁场以及工程电磁场数值计算理论的基础上,基于大型有限元分析软件ANSYS,采用全场域二维电磁场有限元分析,对开关磁阻电机的磁场分布、静态特性等进行了大量的计算。
通过仿真的结果,一方面得出了开关磁阻电机在几个典型转子位置下的磁场分布图,并总结了电机内磁场的分布规律;另一方面根据计算结果绘制出了开关磁阻电机的磁化曲线族,即iψθ关系曲线,电感曲线和静态转矩曲线等参数,这些工作为--分析开关磁阻电机的工作原理及开关磁阻电机的进一步开发和应用,建立开关磁阻电机合理的非线性模型提供了理论基础和可靠依据。
1 前言开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor,SRM)是继变频调速系统、无刷直流电动机调速系统之后发展起来的最新一代无级调速系统,是集现代微电子技术、数字技术、电力电子技术、红外光电技术及现代电磁理论、设计和制作技术为一体的光、机、电一体化高新技术。
它具有调速系统兼具直流、交流两类调速系统的优点。
英、美等经济发达国家对开关磁阻电动机调速系统的研究起步较早,并已取得显著效果,产品功率等级从数w直到数百kw,广泛应用于家用电器、航空、航天、电子、机械及电动车辆等领域。
开关磁阻电机是一种新型调速电机,调速系统兼具直流、交流两类调速系统的优点,是继变频调速系统、无刷直流电动机调速系统的最新一代无极调速系统。
它的结构简单坚固,调速范围宽,调速性能优异,且在整个调速范围内都具有较高效率,系统可靠性高。
主要有开关磁阻电机、功率变换器、控制器与位置检测器四部分组成。
控制器内包含功率变换器和控制电路,而转子位置检测器则安装在电机的一端。
利用电机电磁场理论和有限元法进行SR电机磁场分析与计算,在SR电机的研究中占据十分重要的地位,它是整个电机设计和运行性能分析的基础。