开关磁阻直线电机系统仿真研究

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1、硕士学位论文开关磁阻直线电机系统仿真研究SimulationofSwitchedReluctanceLinearMotorSystem作者：张霄霄导师：陈昊教授中国矿业大学二〇一五年五月中图分类号TM352学校代码10290UDC621.3密级公开中国矿业大学硕士学位论文开关磁阻直线电机系统仿真研究SimulationofSwitchedReluctanceLinearMotorSystem作者张霄霄导师陈昊申请学位工学硕士学位培养单位信电学院学科专业电气工程研究方向电机及其控制答辩委员会主席唐轶评阅人盲审二〇一五年五月

2、论文审阅认定书研究生张霄霄在规定的学习年限内，按照研究生培养方案的要求，完成了研究生课程的学习，成绩合格；在我的指导下完成本学位论文,经审阅，论文中的观点、数据、表述和结构为我所认同，论文撰写格式符合学校的相关规定，同意将本论文作为学位申请论文送专家评审。导师签字：年月日致谢本论文由陈昊教授悉心指导而完成的，论文得以顺利完成离不开陈教授的指导和帮助。读研三年以来，在陈老师的指导下，认认真真地学习科研，获得了丰富的知识，虽然有短时间的迷茫，更多的是进步时的喜悦。陈昊老师人品优秀，在科研工作中以身作则，要求严格，倾心为我们提

3、供良好的学习资源和平台，在我们学习中遇到瓶颈时会耐心给予我们意见和建议。在此，向陈老师致以深深的感谢！其次，感谢实验室各位成员在平时生活和学习过程中给予过我启发和帮助，感谢师兄王千龙博士在理论研究上的引导和启发，感谢师姐刘潇、孙晨晨，师弟王杰伟、黄为龙等在实验和仿真上的帮助，感谢同学朋友杨欢、徐彤、梁燕、杨洲、卢林辉、苑锦霞等在生活中给予的关心和支持。还要感谢父母多年以来对我学业的支持和帮助。最后衷心感谢各位专家、老师在百忙之中审阅此论文并不吝赐教。摘要本文首先介绍了开关磁阻直线电机的发展现状、基本结构与工作原理，总结了

4、其特点和优势，描述了建模与仿真的方法和开发工具。然后以一台三相开关磁阻直线电机为研究对象，根据电机的尺寸和材料，在Flux有限元分析软件平台上对开关磁阻直线电机进行有限元分析，得到了电机的磁链/磁共能-位置-电流特性数据。利用开关磁阻直线电机的基本物理方程和Flux计算得到的特性数据，在MATLAB/SIMULINK仿真平台上，搭建了开关磁阻直线电机电动和发电系统的非线性仿真模型。接着介绍了使用RT-LAB进行半实物仿真的测试平台，包括电机本体、控制器、功率变换器、位置检测和电流电压检测的硬件设计。在此基础上，给出了开关

5、磁阻直线电机电动和发电控制系统RT-LAB半实物仿真的建模过程，实现了电动速度闭环和发电电压闭环控制，其中发电控制系统根据开关磁阻直线电机发电原理，采用有位置传感器和无位置传感器两种发电控制方法，实现了开关磁阻直线发电机的有位置和无位置发电运行。通过对开关磁阻直线电机进行电动和发电系统的数学仿真和半实物仿真，给出了调速系统速度响应曲线和电流波形以及发电系统的电压、电流波形，结果表明，在同一条件下数学仿真结果与其对应的半实物仿真测试结果相符，验证了仿真模型的可行性；并将建立的模型应用于传统的三相开关磁阻旋转电机，进一步验证

6、了模型的有效性。最后对全文工作进行了总结并给出了进一步工作的展望。该论文有图69幅，表3个，参考文献78篇。关键词：开关磁阻直线电机；数学仿真；半实物仿真；有限元仿真IAbstractThepaperfirstlyintroducedthedevelopmentstatus,thebasicstructure,andtheworkingprincipleofSwitchedReluctanceLinearMotor,summedupitscharacteristicsandadvantages,describedthem

7、ethodsandtoolsofsystemsimulation,andlistedseveralcommonmodelingmethods.Athree-phaseSwitchedReluctanceLinearMotorwastakenastheresearchobject.Inordertoobtainitsaccuratefluxdata,theFluxsoftwarewasusedforfiniteelementanalysisdependingonthesizeandmaterialofthemotor.An

8、dthenonlinearmathematicalsimulationmodelofthemotordrivenandgenerationsystemwasbuiltonMATLAB/SIMULINKaccordingtothebasicphysicalequationsanddatacalculatedbyFlux