开关磁阻电机的原理和控制系统方案.doc

开关磁阻电机（Switched Reluctance Motor, SRM）是一种新型的电动机，它基于磁阻最小原理工作。在电机运行时，磁通总是倾向于沿着磁阻最小的路径闭合。SRM的结构特点包括定子和转子都采用凸极设计，且极数不相同，通常为异步配置。定转子铁芯由硅钢片制成，具有齿槽结构，这种设计使得转子在旋转过程中，磁阻会经历显著的变化。 SRM的工作过程可以通过三相12/8极电机为例来解释。当转子位置偏离定子磁极的中心线时，相应相的开关（如S1和S2）闭合，使电流通过定子绕组，建立径向磁场。由于磁通通过弯曲的气隙路径，磁路磁阻增加，产生切向磁拉力，驱动转子向磁阻较小的方向转动，直至转子磁极与定子磁极对齐，此时磁阻最小，转矩消失。然后，电流切换到下一相，如此反复，电机持续运转。 在控制系统方面，传统的PID控制在面对SRM时存在困难，因为SRM的数学模型难以精确获取，而且其参数变化和非线性特性使得固定参数的PID控制难以在所有工况下保持理想性能。为解决这个问题，模糊逻辑控制被引入，它无需对象的精确数学模型，而是基于经验规则来决定控制量。然而，基本模糊控制器可能存在的问题是控制表中的数据跳跃和缺乏平滑性，这可能影响控制效果。 为了克服这些问题，可以结合模糊控制和PID控制，形成模糊-PI复合控制策略。PID控制中的积分部分可以消除稳态误差，比例部分则提供了快速动态响应，模糊控制则增强了系统的适应性和鲁棒性。模糊-PI控制器通过模糊推理调整PID参数，从而在保持动态响应速度的同时提高了稳态精度。 开关磁阻电机以其结构简单、成本低、效率高等优势，在调速驱动系统中具有竞争力。控制策略的发展，如模糊-PI复合控制，进一步提升了SRM的性能，使其在各种应用场合中展现出良好的适应性和控制性能。