基于SIMULINK的開關磁阻電機傳動系統的研究與仿真

張陳

【摘 要】作者先給出開關磁阻電機的傳動系統的整體框架，并對其中各個部分的作用進行了敘述。在這些理論的基礎上，通過查閱資料，對各部分建模后，在SIMULINK中建立整體的仿真模型。最后得出轉子轉速的仿真結果圖。對仿真結果圖進行基礎的分析，得出結論。

【關鍵詞】開關磁阻電機；SIMULINK；轉子轉速

Research and Simulation of Switched Reluctance Motor Drive System based on SIMULINK

ZHANG chen

（School of electrical and Information Engineering，Anhui University Of Science And Technology，Huainan Anhui 232001，China）

【Abstract】The author first gives the whole frame of the drive system of the switched reluctance motor，and describes the function of each part.On the basis of these theories，after consulting the data and modeling the parts，the whole simulation model is established in SIMULINK.Finally，the simulation results of rotor speed are obtained.Make a basic analysis of the simulation result diagram and draw a conclusion.

【Key words】Switched reluctance motor；SIMULINK；Rotor speed

0 引言

開關磁阻電動機（SRM）是一種結構簡單的電機。由于其高度的可靠性以及不易受外界干擾的良好性能，使其能夠廣泛的應用于各種場合。但是由于開關磁阻電機的轉矩特性上有瑕疵，作者根據開關磁組電機的傳動系統整體框架，通過對傳動系統的介紹以及各部分的建模，最后搭出整體的仿真模型，得出仿真結果圖來驗證開關磁阻電機的轉矩特性中的不足。

1 開關磁阻電機傳動系統

開關磁組電機傳動系統整體框架主要包括功率變換器、控制器、檢測部分和SRM四個核心部分[3]。功率轉換器有能量轉換的作用，具體地說就是把外部不適合電機的能量轉換成可以供電機驅動的能量；檢測部分就是利用相應的傳感器測出相應的信息；控制器就是接收位置檢測和電流檢測的信息并作出相應的處理[3]。功率轉換器、檢測部分、控制器都是為開關磁組電機服務，使開關磁組電機能夠穩定的運行。

2 開關磁阻電機傳動系統Simulink仿真

2.1 功率變換器模塊建模

功率變換器大多采用雙開關型主電路[2]。當IGBT1和IGBT2同時導通時，就會使電機繞組通電。而當IGBT1和IGBT2全部關斷的時候，相電流則通過續流二極管續流，電機的磁場儲能就以電能的形式馬上反饋給電源，這樣就完成了強迫換相[2]。

2.2 位置傳感器建模

如圖1中所示，電動機的位置信號觸發電路，轉子角速度經過比例放大器變換將單位rad/s變成單位deg/s，再經過離散積分器得到三相的相對位置[1]。三相之間各自相對于對其位置互差15°。并可以通過改變導通和關斷角的不同形式，進行相應的準確控制。

2.3 系統整體建模

電源選用的是240V直流電源，SR電動機是采用系統提供的6/4極開關磁阻電機[2]。修改其電機的只讀屬性，再依據相關的變量，改變某些參數的數值。運行之后，采集到SR電動機的轉子轉速波形，系統建模如圖1所示。

2.4 開關磁阻電機仿真圖

如圖2所示的開關磁阻電機的轉速圖。

3 結論

仿真結果說明作者搭建的整體系統仿真時是可行。再看由仿真模型得出的轉子轉速的仿真圖，轉子的速度隨著時間的增加也在上升，但是在上升的波形并不是平穩的，每隔一段時間就會有波動。這就是開關磁阻電機轉矩特性中的缺點，有轉矩脈動。這是我們仿真得出的結論。

【參考文獻】

[1]孫曉明.基于MATLAB的開關磁阻電機非線性建模仿真[J].電力系統及其自動化學報，2009，9（5）：68-71.

[2]J 盧承領，杜成濤.基于Simulink的四相開關磁阻電機傳動系統仿真[J].蘭州文理學院學報（自然科學版），2014（6）.

[3]J Lu C L，Zhang G，Du C T.Design and Implementation of Low-power SRM Control System.IFAC-Papers On Line.2015.

[責任編輯：田吉捷]endprint