开关磁阻电机设计方法及软件的研究

论文摘要

开关磁阻电动机(Switched Reluctance Motor,SRM)具有结构简单、工作可靠、效率高和成本较低等优点,在很多领域都显示出强大的竞争力;但是由于其多变量、强耦合、非线性等特点,给SRM的设计工作带来了很大的难度。本文通过对SRM设计方法的研究,开发了开关磁阻电机设计软件,大大提高了SRM设计工作的效率。论文在总结国内外SRM设计方法的基础上,确定了课题的重点是模型参数的准确计算和仿真。在磁化曲线的计算方面分析了以往常用的方法,提出了端部电感直接计算模型。通过二维和三维有限元分析对模型进行验证和改进,并推导出了端部电感的解析计算式。经验证对于不同的SRM,本文模型比端部系数法有更高更稳定的精度。提高了对电机结构的适应性,为快速、准确计算开关磁阻电机的性能提供了保证。论文根据SRM的数学模型推导出了SRM的仿真算法,并同Matlab中模型的仿真结果进行深入比较,验证了仿真计算部分的正确性。软件设计方面采用模块的形式,把SRM设计过程中的常用功能做成单独的模块,增强了软件的适应性和重用性。最后通过一个示例,对软件进行了整体的演示和验证。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的背景和意义
• 1.2 国内外研究水平和发展趋势
• 1.3 本课题的主要工作
• 第2章 SRM设计基础
• 2.1 SRD的基本构成
• 2.1.1 开关磁阻电动机
• 2.1.2 功率变换电路
• 2.1.3 位置传感器
• 2.1.4 控制电路
• 2.2 SRD工作原理及特点
• 2.2.1 SRD工作原理
• 2.2.2 SRD特点
• 2.3 SRM数学模型
• 2.3.1 电压方程式
• 2.3.2 转矩方程式
• 2.4 SRM计算机辅助设计
• 2.5 本章小结
• 第3章 SRM磁链模型
• 3.1 线性模型
• 3.2 准线性模型
• 3.3 非线性模型
• 3.4 本文SRM模型
• 3.5 本章小结
• 第4章 SRM模型参数
• 4.1 常用模型参数计算方法
• 4.1.1 有限元法
• 4.1.2 解析法
• 4.2 端部电感模型的提出
• 4.3 算法改进
• 4.3.1 有限元分析
• 4.3.2 端部电感解析模型分析
• 4.4 测试比较
• 4.5 本章小结
• 第5章 SRM性能计算
• 5.1 仿真模型及算法
• 5.1.1 数值仿真算法
• 5.1.2 算法实现框图
• 5.1.3 仿真结果对比
• 5.2 性能计算的算法
• 5.2.1 损耗的计算
• 5.2.2 其他参数的计算
• 5.3 本章小结
• 第6章 SRM设计软件包
• 6.1 SRM设计流程
• 6.2 软件结构
• 6.3 关键模块设计
• 6.4 软件应用示例
• 6.5 本章小结
• 第7章 总结与展望
• 7.1 主要结论及成果
• 7.2 课题展望
• 参考文献
• 致谢