开关磁阻电机直接转矩控制的仿真研究
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于 ｅ，则 电机 转矩 增 加 ；使定 子 磁链 滞后 于 ０，则 电 机 的转矩 减 小 。
由 于 定 子 电 流 ｉ在 一个 控 制 周 期 内基 本 保 持 不 变 ，所 以开
关 磁 阻 电机 的直 接 转 矩 控 制 目标 为 ：① 使定 子磁 链 向 量 （Ｏ，ｉ）
的 幅值 保 持 不变 ；② 通 过 控 制 定 子 磁 链 相 对 于 转 子 角 度 ｅ的超
２）当下 一 个 所加 的控 制 电压 的 矢 量 方 向与 之 前 的磁 链 矢 量
到 负 载转 换 成机 械 能 Ｗ ，一 部 分 作 为磁 场 能 Ｗｔ保 留在 磁 场 中 ， 方 向夹 角 ＜９Ｏ。时 ，磁链 幅值 增 大 。
阻 电机 中，电流 的方 向保持 不变 ，都 为 正 。因此 转 矩 的方 向就 只取
决 于 （ｅ，ｉ）／ａ０的符号 。当 ａｅ（ｅ，ｉ）／ＯＯ＞０时 ，转矩 Ｔ也 大 于 ０，此
时 定 子磁 链 超前 于 Ｏ；当 （Ｏ，ｉ）／ａｅ＜ｏ时 ，转 矩 Ｔ也 小 于 ０，此时
定 子磁 链滞 后 于 Ｏ。 即当保 持 定子 电流 ｉ不 变 时 ，使 定子 磁 链 超前
＋｜
图 １ 磁 链 与 电压 矢 量 的 关 系
从 图 １中 我们 可 以得 到 ： １）当下 一 个 所加 的控 制 电压 的 矢 量 方 向与 之 前 的磁 链 矢 量 方 向夹 角 ７＞９０。时 ，磁链 幅值 减小 。
在某 个 时 间 ｄｔ内 ，Ｐｅ所 产 生 的磁 共 能 Ｗ。＝Ｐ。ｄｔ一 部 分 输 出
ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ＤＴＣ ｃａｎ ｉｎｈｉｂｉｔ ｔｈｅ ｔｏｒｑｕｅ ｒｉｐｐｌｅ ｏｆ ＳＲＭ ｅｆｅｃｔｉｖｅｌｙ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＳＲＭ ，ＤＴＣ，ｔｏｒｑｕｅ ｒｉｐｐｌｅ，ｓｉｍ ｕｌａｔｉｏｎ
１ ＳＲＭ 直 接 转 矩 控 制 理 论 直 接 转 矩 控 制 的 基ห้องสมุดไป่ตู้本 思 想 是 将 转 矩 直 接 作 为 被 控 量 进 行 控
摘 要 在 分析 开 关磁 阻 电机 （ＳＲＭ）直接 转 矩控 制 （ＤＴＣ）理 论 的 基础 上 ，给 出 了 ＤＴＣ 在 ＳＲＭ 中应 用 的具 体 实现 方 法 ，然 后 在 ＭＡＴＬＡＢ环 境 中搭 建 了 ＳＲＭ 直接 转 矩控 制 的 系统 仿 真 模 型 。仿 真 结果 表 明 ，直接 转 矩 控 制 可 有 效 抑 制 ＳＲＭ 的 转 矩脉 动 。 关键 词 ：开 关 磁 阻电 机 ，直接 转 矩 控 制 ，转 矩 脉 动 ，仿 真
开 关 磁 阻 电机 每 相 电压 方程 为 ：
Ｕ＝胛＋
ａ ｆ
（１）
其 中 ，Ｕ Ｒ 分别 为 电机 的相 电压 ，相 电 流 、相 电 阻 ， （０，ｉ）
为电机相磁链 ，ｅ为电机转子转过的角度 。由（１）可得 ：
ｄｔ ： Ｕ—ｉＲ
（２）
由于 开 关 磁 阻 电机 中相 电阻 Ｒ 的值 非 常小 ，在 实 际 的运 算 过 程 中一 般 都 忽 略 不计 。因此 得 出 ｄＩｌ，（ｅ，ｉ）＝Ｕｄｔ，从 该 表 达 式 可 以看 出定 子 的 磁链 变化 率 的 大小 和 方 向 均 由电 机 相 绕 组 的 电压 所 决 定 。 因 此 ，控 制 定 子 磁 链 就 可 以转 变 为 控 制 电压 ，只 要 对 电 压 进 行 合 理 的 控 制 就 可 以使 磁 链 保 持 在 一 个 范 围 内 基本 恒 定 。
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开关 磁 阻 电机 直 接 转 矩 控 制 的仿 真 研 究
开关磁阻电机直接转矩控制的仿真研究
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｄｉｒｅｃｔ Ｔｏｒｑｕｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ Ｓｗｉｔｃｈｅｄ Ｒｅｌｕｃｔａｎｃｅ Ｍｏｔｏｒ
陈 鹏 张 侃 健 （东南大 学 自动化 学院 ，江 苏 南京 ２１００９６）
由（１）可得 ：
根 据 开 关 磁 阻 电机 的 高 度 磁 饱 和 特 性 ，Ｖｖ１基 本 与 ０无 关 ， 因 此 ｄＷ／ｄｅ非 常 小 ，可 以忽 略 不 计 ，即有 ：
Ｔ ‘ｉ ！ ａ０
（８）
从 （８）可 以 看 出转 矩 的 正 负取 决 于 ｉ和ａｅ（ｅ，ｉ）／ａｅ，在 开关 磁
制 ，基 于 空 间矢 量 分 析 法 ，保 持 定 子 磁 链 幅 值 基 本 恒 定 ，通 过 调 节 定 、转 子 磁 链 间 的相 角 来 控 制 转 矩 的增 大 或 减 小 ，最 终 把 转 矩 控 制 在 一 个 给 定 的 滞 环 范 围 内 ，从 而 达 到抑 制 转 矩 脉 动 的 目的 。 下 面 假 定 忽 略 饱 和 ，磁 路线 性情 况 下 进 行 开 关 磁 阻 电机 瞬 时 转 矩 的 推 导 。
有 ：Ｕ（ｋ）＝［ （ｋ）一、ｌ，（ｋ一１）］／ｄｔ，其 矢 量 关 系 如 图 １所 示 。
▲
芦●
Ｕ＝ 旦 鲁＋ 鲁
（３）
所 以从 电 源发 出 的功 率 Ｐ为 ：
Ｐ＝ｕｉ＿ｆ Ｒ＋１ ＋ｉ 鲁
矗
由于 功 率 ｉ２Ｒ作 为热 能 消 耗 在 电机 的 定 子绕 组上 ，所 以从 电 源传 输 到 磁场 的有 功 功 率 Ｐ。为 ：
前 与滞 后 控 制 转 矩 。
对 于第 一个 目标 ，可 以通 过 一 个 磁 链 控 制 环 进 行 控 制 ，对 于
第 二个 目标 ，可 以 通 过改 变加 在 电机 上 的 电 压矢 量来 控 制 。对 式
子 （１），当忽 略 电 机定 子 电 阻 Ｒ时 可得 Ｕ＝ｄｔＩ，（０，ｊ）／ｄｔ，离 散 化 后
Ａｂｓｔｒａｃｔ
Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｄｉｒｅｃｔ ｔｏｒｑｕｅ ｃｏｎｔｒｏｌ （ＤＴＣ） ｏｆ ｓｗｉｔｃｈｅｄ ｒｅｌｕｃｔａｎｃｅ ｍｏｔｏｒ （ＳＲＭ），ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｕｔｓ ｆｏｒｗａｒｄ ａ
ｓｔｒａｔｅｇｙ ｏｆ ＤＴＣ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ａｐｐｌｉｅｄ ｏｎ ＳＲＭ．Ｔｈｅｎ ｔｈｅ ｓｉｍ ｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ＤＴＣ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ＳＲＭ ｉｓ ｂｕｉｌｔ ｉｎ ＭＡＴＬＡＢ．Ｓｉｍ ｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ
