DOI:10.16545/j.cnki.cmet.2011.05.013 2011 年第 5 期 煤 矿 机 电 ·92· 基于 Matlab 开关磁阻电机模型的调速系统仿真 程勇 ( 西安科技大学 电控学院，陕西 西安 ) 710054 摘 要: 针对 Matlab 仿真系统中的非线性开关磁阻电机模型进行了讨论，介绍了开关磁阻电机 的基本特性，给出了开关磁阻电机的调速模型和仿真结果。在仿真过程中，该模型运行稳定。 关键词: 开关磁阻电机; 调速; 中图分类号: 文章编号: 1001 － 0874( 2011) 05 － 0029 － 03 Matlab 仿真 文献标识码: TM 352 A Speed Governing System Simulation of Switched Reluctant Motor Model Based on Matlab ( School of Electronic Control ， Xi’an University of Science and Technology CHENG Yong ， Xi’an 710054 ， China ) On accordance with the non-linear switched reluctance motor model in Matlab simulation system ， the basic features of switched reluctance motor are introduced and the speed governing model and simulation results of ， switched reluctance motor are given out． This model operates stable during simulation process． : ( SRD Switched Reluctance Drivers speed governing Matlab simulation ) ; ; : Abstract Keywords 0 引言 Switched Reluctance Motor 开关磁阻电机( ，简称 ) 结构简单坚固，是一种应用前景广阔的电机， SRM 但其定转子特殊双凸极结构，造成了磁路的非线性 ) 结构开关磁阻 引起了许多问题 电机的截面图，在定转子双凸极结构中，转子无绕 组，定子极上有集中绕组，而且绕组相互串联，形成 是四相( 8 /6 图 。 1 A、B、C、D 四相绕组［ ］ 1 。 图 1 开关磁阻电机剖面图 很多文献中，采用了线性或者准线性的特性来 描述开关磁阻电机的磁路非线性和转矩非线性 由 于描述模型省略很多非线性特征，所以这类仿真方 。 中自带 电机模型，最后建立调速系统的结构图，得 本文介绍 Matlab7． 6 。 法仿真效果并不理想 的 到了最后的仿真曲线 SRM 。 1 开关磁阻电机的基本数学方程 开关磁阻电机的基本数学方程为: U = Ri + dψ ， ) θ ( i dt ( ) 1 ( ) 2 依次为电机定子相电压 相电阻和相电 、 U、R、i ) 为电 为电机转子与定子的相对位置角; 式中， 流; 机定子的相绕组磁链电式 ， θ ψ θ ( i 1 式( ) 中，定子各相绕组端电压等于电阻压降 若忽略 和因磁链变化而产生的感应电势之和［ 相电阻 时，则式( 。 ］ 2 。 R U = ， ) θ ( ( i 磁链 ψ 。 ) 中， 式( ψ 和转子位置角的函数 SRM 3 电磁转矩 ］: 3 Te 机械运动方程为［ SRM ， ) θ ) = L ， ) 是一个关于绕组相电流 θ 3 ( i i i 和负载转矩 作用下的转子 TL 1 ) 可简写为: ， ) θ dψ ( i dt ( 中国煤炭期刊网 www.chinacaj.net

·03· 煤 矿 机 电 2011 年第 5 期 Te = J 式中， 分别为 J、β SRM 2 Matlab 仿真模型 + β·ω + TL dω dt 转动惯量和摩擦因数 ( ) 4 。 的 在 中，有 SimPowerSystems Matlab7． 6 Simulink Switched reluctant motor 库的 模型，开关 双击该模型，分别为电 ， 等; 还有电机的 10 /8 这些设置共同约束了电机的特性，形 Machines 磁阻电机设备界面见图 机类型的选择，例如 参数选择等 成一个完整的非线性电机模型 2。 ， 8 /6 6 /4 。 。 ，可以看到如图 Model 打开开关磁阻电机 所 看出，通 示的开关磁阻电机的内部结构图 过两个非线性表格( 角度，磁链，电流表和角度，电 ］，仿真软件可把开关磁阻电机的特性 流，转矩表) ［ 做的非常接近实际电机的非线性特性 开关磁阻电 机调速可见图 从图 。 。 3 3 4 4。 图 2 开关磁阻电机设置界面 图 3 开关磁阻电机内部仿真结构图 图 4 开关磁阻电机调速系统 ( 下转第 页) 33 中国煤炭期刊网 www.chinacaj.net

2011 年第 5 期 煤 矿 机 电 ·33· 图 4 主控单元的控制电路图 参考文献: ［ ］ 贾世胜 1 ］ 矿井轨道运输监控系统的研究与设计［ D ． ． 山东: 山 ］ 刘舒棋，施国梁 ［ 5 电子元器件， ． 基于热释电红外传感器的报警系统［ ］ J ． ( ) 2005 3 ． 国外 东科技大学， 2007． ［ ］ 梁军，段丽华，汪玉凤，等 6 ． ］ 矿井机车定位跟踪系统探讨［ J ． 煤 ］ 张敏 ［ ． 2 ( 2003 矿井轨道运输事故防范及安全管理浅议［ ］ J ． ) 9 ． 煤炭技术， ［ ］ 钟勇，姚剑峰 3 ． ］ 现代汽车的四种测距方法［ J ． 汽车工业研究， ( ) 2 ． 2001 ［ ］ 刘文学，方漪 4 ． ］ 智能车辆测距技术［ J ． 科技信息， 2006 ( ) 4 ． ) 矿机电， ( 2008 作者简介: 薛玮玮( 控制与信息处理技术。 4 ． 1986 － ) ，男，在读硕士研究生。研究方向为智能 ( 收稿日期: 2011 － 04 － 28 ; 责任编辑: 姚克 ) 。 页) SRM 30 通过对 首先，选择 驱动系统的分析，搭建如下仿真结 构 相 开关磁阻电机作为研究对 象，同时驱动电路采用不对称桥式电路，母线电压为 檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿 仿真软件提出了调速系统，给出了仿真结 ( 上接第 合 仿真采用实际测量数据，建立了关键的 果 非线性数据表格，仿真过程中该模型参数设置灵活， 精确度高，可替代线性和非线性模型，其运行稳定， 是研究开关磁阻电机的一种实用的理论工具 参考文献: ［ ］ 王宏华 1 ，负载转矩为 ，每相的导通和关断角分别为 4 N · m 开关型磁阻电动机调速控制技术［ ，给定转速设定为 800 调速结 r / min 果如图 北京: 机械工 5°、40°。 。Matlab Matlab 所示 240 V ］ ． M 3 6 /4 。 ． 5 。 业出版社， 1995． ［ ］ 2 Iqbal Husain ， et al． Torque ripple minimization in switched reluc- tance motor drives by PWM current control． IEEE transactions on industry applications ， 1996 ( ， 11 ) 1 ． ［ ］ 洪乃刚 3 ［ ］ ． M 电力 电 子 和 电 力 拖 动 控 制 系 统 的 ． 北京: 机械工业出版社， 2006． MATLAB 仿 真 图 5 速度仿真结果 3 结语 通过对开关磁阻电机的基本运行特性分析，结 ［ ］ 张志远 4 ． ］ 采用模糊控制技术的开关磁阻电机调速系统［ J ． 微 2004 特电机， 作者简介: 程勇( 技术方面的研究。 ( ) 1 ． 1979 － ) ，男，讲师。主要从事控制理论和电机控制 ( 收稿日期: 2011 － 06 － 24 ; 责任编辑: 姚克) 中国煤炭期刊网 www.chinacaj.net