《開關磁阻電機損耗建模及效率最優控制算法研究》是依託東南大學，由鐘銳擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：開關磁阻電機損耗建模及效率最優控制算法研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：鐘銳
- 依託單位：東南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
作為一種無需稀土永磁材料的無刷直流電機，開關磁阻電機由於具備調速範圍大、效率平台寬、可靠性高等優點，國外正在大力開展對其的研究和套用。其中的難點是對電機的建模和控制。針對傳統損耗模型誤差較大的問題，本課題擬在分析其誤差產生來源的基礎上，研究基於測量技術的損耗建模及效率最優控制算法。首先分析損耗的影響因素，設計與相電流成非線性關係的虛擬電阻，以此等效表示磁特性獲取中鐵損，並結合數據剝離方法，研究與控制參數相關的損耗模型和基於最佳化核函式的多輸入多輸出支持向量機的磁特性模型建模技術，繼而綜合二者形成SRM整體模型。在此模型基礎上，對相電感在定轉子凸極非對齊位置附近的小電感區進行研究，建立其非線性模型，並以此形成更精確的最優開通角和關斷角計算方法和公式，從而得到效率最優開關角控制參數。最後進一步研究不同控制方式下系統能耗及最優控制策略。並設計相應的測試環境，在寬負載和寬轉速範圍下驗證研究成果。
結題摘要
課題針對開關磁阻電機鐵損傳統模型存在較大誤差的問題展開了一系列研究。首先以微型電動汽車為套用設計了一種開關磁阻電機及其軸自鎖定測量平台；繼而採用直流脈衝法施加相電壓激勵以獲取不同角度位置下的相電流反饋，並分析了頻率、電壓等對其影響；設計了基於非線性虛擬鐵損電阻的等效電路來進行磁特性數據和鐵損數據之間的數據剝離；接下來採用了包括新型三角函式解析法、最佳化核函式的智慧型方法等多種手段進行磁鏈建模和鐵損建模；並且通過數學方法初步檢驗了各種方法與原始數據之間的誤差，再與執行開銷等綜合起來進行了橫向比較；然後對定轉子凸極非對齊位置附近的小電感區進行電感解析建模，推導出了更為精確的最優開通角公式，又進一步推出了關斷角計算公式，從而得到效率最優開關角控制參數，並在不同工作模式下進行了有效性驗證；過程中還發現了開關角對電機工作點所產生的影響。最後建立了仿真系統和實際測試系統，驗證了所建立的各種模型的精確性，且在動態負載變化系統中進行了進一步驗證，得到了較為理想的速度回響和效率最佳化結果。 在完成上述工作後，又深入最佳化實際樣機設計，推動項目進入到批量裝車套用階段；還設計了其它不同電壓和轉速規格的開關磁阻電機驅動系統進入套用階段，進一步推廣技術成果。
