开关磁阻电机(SRM)系统的matlab性能仿真与分析

简介: 本课题基于MATLAB 2022a对开关磁阻电机(SRM)系统进行性能仿真与分析,涵盖平均转矩、转矩脉动、自感与互感、功率及效率等关键参数的对比研究。通过程序仿真,生成了相电流、转子角度、机械转速等多维度数据关系图。SRM以其无刷、无永磁体的特点,具备高可靠性和低成本优势,其工作原理基于磁阻最小原则,通过控制定子绕组电流实现连续旋转运动。核心程序实现了不同电流下平均转矩的计算与可视化,为SRM优化设计提供了理论依据。

1.课题概述
开关磁阻电机(SRM)系统的matlab性能仿真与分析,对比平均转矩vs相电流,转矩脉动vs相电流,自感和互感vs转子角度,平均转矩vs转子角度,功率和转矩vs机械转速,效率vs机械转速,相电流vs时间。

2.系统仿真结果
(完整程序运行后无水印)

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3.核心程序与模型
版本:MATLAB2022a

4d0ef97a0126613597518ded707d5969_watermark,size_14,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_20,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=.jpg

```ind = 0;

for i = 2:2:40
i
ind = ind + 1;
I = i;
sim('models2s120.slx');
load T1.mat
T = ans.Data(:,1);
%平均转矩
T1(ind) = mean(T);

sim('models2s180.slx');
load T2.mat
T = ans.Data(:,1);
%平均转矩
T2(ind) = mean(T);

sim('models2s240.slx');
load T3.mat
T = ans.Data(:,1);
%平均转矩
T3(ind) = mean(T);

end
mean(T)
figure;
plot([0:2:40],[0,T1],'b-o','linewidth',2);
hold on
plot([0:2:40],[0,T2],'r-o','linewidth',2);
hold on
plot([0:2:40],[0,T3],'k-o','linewidth',2);
hold on

legend('Unipolor 120','Unipolor 180','Unipolor 240');
xlabel('Current(A)');
ylabel('Average Torque(Nm)');
grid on
axis([0,40,0,20]);

```

4.系统原理简介
开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor, SRM)是一种无刷、无永磁体的同步电机,具有结构简单、可靠性高、成本低等优点。SRM通过控制定子绕组的电流来改变转子位置,从而实现电机的转动。

4.1 SRM的基本结构
定子:由多个凸极组成,每个凸极上绕有线圈。
转子:由多个凸极组成,没有绕组。
气隙:定子和转子之间的间隙。
SRM的工作原理基于磁阻最小原理。当定子绕组通电时,会产生磁场,使转子旋转到磁阻最小的位置。通过依次给不同的定子绕组通电,可以实现连续的旋转运动。

4.2 SRM的电磁关系
578781f0d58fd6090176c3761b143307_watermark,size_14,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_20,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=.png

4.3 SRM的输出力矩

e9d648448ce5ad4b7a308ed1e88a5e1a_watermark,size_14,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_20,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=.png

SRM的机械运动可以用以下方程描述:

8fcdf6222b8cbc60383e26ca630cfd7d_watermark,size_14,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_20,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=.png

  开关磁阻电机(SRM)是一种结构简单、可靠性高的电机,适用于多种应用场合。通过建立详细的数学模型和采用适当的控制策略,可以实现对SRM的有效控制。
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