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南通大学工程应用综合

设计报告

课题名称：一种含有谐振电路的开关磁阻电机功率变换器设计

班级：电125

姓名：蒋耀祖

学号：1212002052

校内指导老师：瞿遂春

校外指导老师：杨留梅

日期：2016年2月

摘要：

开关磁阻电机调速系统（Switched Reluctance Drive，SRD）是一种新型无极调速系统，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之后发展起来的最新一代无极调速系统，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。

随着控制理论，计算机技术的不断发展，SRD控制策略也由简单的基本控制策略发展为基于现代控制理论的控制策略，其控制系统也由早期的模拟电路控制逐渐发展成为以高性能微控制器为核心的数字化控制系统。由于SRD系统具有严重的非线性磁链，可控参数多，数学模型难以精确建立的特点，基于线性控制的传统控制策略不能得到良好的动态及静态性能，并且具有较大的转矩脉动和噪声。基于现代控制理论的控制策略的研究以及各种控制方法的最佳组合逐步成为SRD系统的研究热点。

关键词：

开关磁阻电动机；功率变换器；谐振电路；控制策略。

目录：

一、SRM及功率变换器发展现状........................................

1.1、SRM发展历程................................................ 1.2、SRM应用领域................................................ 1.3、功率变换的研究现状分析..................................... 二、SRM与SRD结构原理...............................................

2.1、SRM模型结构及原理........................................... 2.2、SRD系统组成................................................. 2.3、SRD运行特性及系统特点...................................... 三、含有谐振电路的功率变换器........................................

3.1、经典功率变换器分析......................................... 3.2、设计原理及运行模式......................................... 3.3、MATLAB软件仿真.............................................. 四、总结............................................................. 五、参考文献.........................................................

一、SRM及功率变换器发展现状

1.1、SRM发展历程

开关磁阻电机调速系统是一种新型无极调速系统，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之后发展起来的最新一代无极调速系统，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。开关磁阻电机最早可以追溯到 19 世纪40 年代，英国的 Aberdeen 和 Davidson 用两个 U 型电磁铁制造出最初的 SRM 模型。但由于当时科学技术落后电机实现困难，效率和可靠性较差，在未来的 100 年内都没有得要有效的重视及发展。直到 1970 年，英国的 Leeds 大学电机研究小组首创了一台 SRM 雏形，并进行实验研究。同年，英国成立了 SRM 驱动装置有限公司（SRD Ltd），专门进行 SRD 系统的研究、开发和设计。1983 年由该公司首推SRD 系列产品并命名为 OUTTON。1984 年 TASC 驱动系统公司也推出其公司研制的系列产品。SRD Ltd 公司研制一种适用于有轨电车的驱动系统，到1986 年已运行 500km。由于其多项性能指标达到了出人意料的高水平，综合性能能与工业中长期使用的传统变速系统相媲美，在电气传动界引起很大反响。