一種基于Ansoft Maxwell 開關(guān)磁阻電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)建模方法

丁曉軍，趙 濤，馬 琴，劉 鋒，虎 鑫

（1.北方民族大學(xué) a.電氣信息工程學(xué)院；b.機(jī)電工程學(xué)院；c.土木工程學(xué)院，銀川 750021；2.共享智能裝備有限公司，銀川 750021）

0 引言

開關(guān)磁阻電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)（SRD）是一種新型的調(diào)速裝置，通常由開關(guān)磁阻電動機(jī)（SRM）、功率變換器、電流檢測裝置、位置檢測裝置及控制器5 部分組成。SRM由于結(jié)構(gòu)簡單、起動轉(zhuǎn)矩大、成本低廉以及調(diào)速范圍寬的特點，已經(jīng)在油田、煤炭工業(yè)、家用電器、機(jī)床設(shè)備等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用［1-5］。

然而，由于SRM定、轉(zhuǎn)子采用雙凸極結(jié)構(gòu)，其運(yùn)行過程中存在明顯的邊緣效應(yīng)和局部飽和，SRM 磁路表現(xiàn)出高度非線性，采用簡單的線性化模型來描述其靜、動態(tài)特性，誤差較大。同時，SRD 是由SRM、功率變換器、電流檢測、位置檢測和控制器的統(tǒng)一體，為了精確研究SRD的靜、動態(tài)特性，勢必要建立SRM的非線性模型。為此，針對SRM 的非線性建模，學(xué)者們開展了相關(guān)研究［6-10］。紀(jì)志成等［11］利用Matlab 將SRM 磁化特性曲線的飽和段與非飽和段分別線性化，來近似逼近非線性磁化曲線，建立了SRM 的非線性模型，這種處理方法優(yōu)于簡單的線性化模型，但這種分段線性化的方法依然會帶來誤差；李曉艷等［12］采用分段解析式描述電感的非線性，建立了SRM 的非線性模型；程勇［13］利用Matlab自帶的SRM 非線性模型，建立SRM的非線性模型。

本文利用電磁場有限元分析軟件Ansoft Maxwell 2D得到SRM 的電磁轉(zhuǎn)矩數(shù)據(jù)和磁化曲線，結(jié)合Matlab／Simulink電氣系統(tǒng)模塊庫（Power System Blockset），對其自帶SRM模型分析的基礎(chǔ)上，建立了SRM的非線性模型，進(jìn)而實現(xiàn)了SRD的非線性建模與仿真。

1 基于Rmxprt的SRM建模

采用的SRM 電動機(jī)結(jié)構(gòu)尺寸如下：相數(shù)為3；……