基于MATLAB/SIMULINK开关磁阻电机非线性建模方法研究与实践

开关磁阻电机作为一种电动调速系统具有结构简单坚固、低成本、高容错性能以及高速运行的能力,目前它越来越广泛的应用于航空和汽车上的起动/发电系统,具有很大的潜力。要对开关磁阻电机进行深入的理论分析,就需要对其建立一个准确而又有实用性的模型。而 MATLAB 软件具有强大的矩阵和数学计算功能,利用它的模块之一 SIMULINK 建模有着界面友好、易于进行参数修改等特点。国内利用 MATLAB 软件对开关磁阻电机进行建模主要分两大类:一部分是采用 M 文件编程的方法;另一部分是利用开关磁阻电机的线性电感模型或者准线性模型进行建模分析。两者都没充分利用MATLAB/SIMULINK 的主要功能。 本文将基于 MATLAB/SIMULINK 对开关磁阻电机进行非线性建模研究。首先利用 ANSYS 软件仿真计算出开关磁阻电机的电感和磁链函数,并以此为基础利用 MATLAB/SIMULINK 建立了开关磁阻起动/发电系统的非线性电感模型和非线性磁链模型,并通过非线性磁链模型对开关磁阻电机的起动特性和发电特性进行了深入分析与研究;最后在理论分析的基础上,通过开关磁阻起动/发电系统试验平台对原理样机进行实验,给出了系统实验波形,并验证了该模型的正确性。 本文还对开关磁阻发电系统进行了故障仿真分析,从理论上验证了开关磁阻电机具有高容错性能,并给出了部分故障实验结果。