同步磁阻电机及其控制技术的发展和应用

同步磁阻电机及其控制技术的发展和应用用时可以删除2介绍了同步磁阻电机(SynRM)的运行原理。追溯同步磁阻电机的磁阻电机的结构和运行特点。根据同步磁阻电机的特点状讨论了同步磁阻电机现有的几种高性能控制方法。最前的研究进展结合其取得的优越性能介绍了其在电动汽同步磁阻电机阻电机的原理SynRM运行原理与传统的交、直流电动机有着根本的区别，它不像传统电动依靠定、转子绕组电流产生磁场相互作用形成转矩，而遵循磁通总是沿最小路径闭合的原理，通过转子在不同位置引起的磁阻变化产生的磁拉((磁链方程：。3le深入研究。早期的同步磁。在转子轭q轴阻电机一步优化，发表文章提出SynRM在交流调速驱动系统中替代异步电动机的可4对电机性能影响较大，同时优化后的样机其功率因数为的课题组设计制作出国内第一台两极的ALA转子样机，其样机的凸极率和功率指出对于确定的凸极率理功率因数与之对应，反之对于确定的功率因数理论上有最小的凸要求而正确选择，单纯追求增大凸极率是不适当的。指出在电机应用中，功率率条件下大大降低了电机的成本，同避免了开关磁阻电机运行时转矩脉用。同步磁阻电机的交直轴磁阻差异大，旋转时磁5永点也同样明显，目前还存在着轴为了获得较好的控制性能取得较高的控制精度同步磁阻电机的控制主要通过矢量控制和直接转矩控制。为了减小控制成本，发挥同步磁阻电机低成本的优势以及在特殊的应用场合为了达到提高系统的安全可靠性，去掉位置传感器的要求，同步磁阻电机的无传感器控制得到了深入的研究。同步磁阻电机控制方案面临的两大问题，一方面表现为需要位置传感器。另一方面，同步磁阻电 (1)最大转矩控制(MTC)：当9=/4时，每安培电流能得到最大的转矩 (2)最大转矩变化率控制(MRCTC)：当9=tan1可以实现最大转矩变 (3)最大功率因数控制(MPFC)：由于功率因数直接关系到变频器的输 几乎一其中ξ=Ld/Lq。可以看出，在最大功率因数控制(MPFC)和最大转矩变化率控制(MRCTC)中ξ值的大小直接影响电机的各个性能，是控制的关键要较大变化，不容易测准[22]。6及其特点，关于同步磁阻电机矢量控制很多行了深入的研究。文献[23]介绍了一种同步磁阻电机的精确恒电流角控出了一种使同步磁阻电机获得最高效率电机低速运行时主要是铜损，高速运行和转矩下，电机损耗仅是定子磁链幅值行点，电机在最优运行点附近具有最高效率。文献[25]提出了一种保持转矩与电流之比为最大值的矢量控制方案，当转矩与电流之比为最大值时铜损最小、效率最高。通过分析矢量控制下转矩和d的速度响应下，该方案能使定子电流最小，效率最高。文献[26]轴电流的优化值，对该优化值与实际值的偏差实行比例积分控制。采用这种控要求，会降低制显得尤为重7器控制中位置估测技术有了广泛而深入的研置估测有很大的借鉴意义。将各种位参数敏感，受系统扰动影响变化大算法复杂，计算量大在初始位置判断以及起动上算法鲁棒性差，适应范围小存在永磁体，有新问题需要解决器算法复杂，不易工程实现现信号解调的滞后入测较大，对凸极性有一定要求入测敏感对电机参数变化受负载影响比较大长，对凸极性有一定的要求7阻电机无位置传感器控制将主要面临问子的位置实现同步磁阻电机无位置控制[30]，然而这种方法不适用于低速运行状态。为了提高低速性能，一些学者尝试用定子另一些学者提出来通过定子电流变化率测转子的位置，这种方法在低速情况下能取得较好的效果，然而随着转速的提高估测效果变差，需要提供一个关于转速和初始电流信号的补偿量，由于转速对于这种方法估测效果的影响是非线性了一种转子位置估测器。流变化率不受反电势的影响[34]。然而这这种方法通过定子电压积分或者提取电子电压三次谐波分量得到定子电压磁链制方法。在推导无位置传感器相关公式的基础上，构建8方法能够准确地估计出同步磁阻电动机的位置,但是电机混合无流注入，取得了和传统的矢量控制相比，直接转矩控制直接对逆变器的开关状态进行最佳机控制技术，实速跟踪，使得稳态情况下输出电流和转矩波动减小，但是他们电机直接转矩控制性能的影响，引入零电压矢量减小转矩的模式能C得更小的谐波电流、更小的转矩波动和更好的动态转矩响应性华中科技大学辜承林教授课题组对ALA转子同步磁阻电机直接转矩控制进行了深入的研究通过四极ALA转子电机的大量实验，证实了在直接转矩控制方极ALA转子电机和两极ALA转子电机的对比实验，验证了直接转矩控制方案案能解决开环起动振荡电机不必借助阻尼器即可顺利完成起动和加减载过程[20]。永磁材料性能的提高在对控制性能要求较高的场合永磁同步电机得到了广泛的应用。但永磁同步电机存在温度限制过于严未来极有可能面临紧缺，将阻碍永磁同步电机的发展。同步磁阻电机，转子上矢量控制和直接转矩控制等高性能控制算法结合一些先进的控制策略被应用于9车，以实现在气动时获得大转矩并且在发电运行时有很宽的调速范围。他们呢将一个由三相逆变器供电的同步磁阻电机直接连到电池组，将同步磁阻电机原型机放在一个混合试验台做实验验证了它的性能。实验结果显示在综合起动发电系统的所有工作点直流侧电压能够保持稳定，而且由于同步磁阻电机超强的过载能力和容错能力以及很宽的恒功率速度区，使得它非常适合在电动汽车中统，应用考虑磁路饱和的最大转矩电流比控制在矢电机优化设计证明在电动汽车和电力M目标对转子的叠压和磁路进行优化。实验结够达到基准IPM电机接近的性能[45]。况下，对同步磁阻电机建模。分析了同步磁阻电机作为发电机运行的原理，指区图(电流)。接着分析了不同速度区的控制策略。基速以下用最大功率电流比控制、或者为了避免磁链饱和用恒磁链控制(主要考虑铁损使电机工作在高M0]周立求.ALA转子同步磁阻电机直接转矩控制系统研究[D].武汉:华中科技研究[D].哈尔[42]贺小玉.基于dSPACE的ALA转子电机直接转矩控制系统研究[D].华中科技大学,2012.[43]MorandinM,FornasieroE,BianchiN,etal.Arobustintegratedstarter/alternatordriveadoptingasynchronousreluctancemachineforautomotiveapplications[C]//TransportationElectrificationConferenceandExpo(ITEC),2014IEEE.IEEE,2014:1-6.[44]GoncalvesAP,CruzSMA,FerreiraF,etal.SynchronousReluctanceMotorDriveforElectricVehiclesIncludingCross-MagneticSaturation[C]//VehiclePowerandPropulsionConference(VPPC),2014IEEE.IEEE,2014:1-6.[45]CaiH,GuanB,XuL,etal.Optimaldesignofsynchronousreluctancemachine:Afeasiblesolutiontoeliminatingrareearthpermanentmagnetsforvehicletractionapplications[J].COMPEL:TheInternationalJournalforComputationandMathematicsinElectricalandElectronicEngineering,2014,33(5):1569-1586.[46]FukaoT.Principlesandoutputcharacteristicsofsuperhigh-speedreluctancegeneratorsystem[J].IndustryApplications,IEEETransactionson,1986(4):702-707.[47]OjoO,BhatI.AnewsynchronousreluctancegeneratorAC/DCbuckrectifierasacontrollablepowersupply[C]//PowerElectronicsSpecialistsConference,PESC'94Record.,25thAnnualIEEE.IEEE,1994:385-390[48]MoncadaRH,PavezBJ,TapiaJ,etal.Operationanalysisofsynchronousreluctancemachineinelectricpowergeneration[C]//ElectricalMachines(ICEM),2014InternationalConfere