基于SIMULINK的开关磁阻电机传动系统的研究与仿真

张陈

【摘 要】作者先给出开关磁阻电机的传动系统的整体框架，并对其中各个部分的作用进行了叙述。在这些理论的基础上，通过查阅资料，对各部分建模后，在SIMULINK中建立整体的仿真模型。最后得出转子转速的仿真结果图。对仿真结果图进行基础的分析，得出结论。

【关键词】开关磁阻电机；SIMULINK；转子转速

Research and Simulation of Switched Reluctance Motor Drive System based on SIMULINK

ZHANG chen

（School of electrical and Information Engineering，Anhui University Of Science And Technology，Huainan Anhui 232001，China）

【Abstract】The author first gives the whole frame of the drive system of the switched reluctance motor，and describes the function of each part.On the basis of these theories，after consulting the data and modeling the parts，the whole simulation model is established in SIMULINK.Finally，the simulation results of rotor speed are obtained.Make a basic analysis of the simulation result diagram and draw a conclusion.

【Key words】Switched reluctance motor；SIMULINK；Rotor speed

0 引言

开关磁阻电动机（SRM）是一种结构简单的电机。由于其高度的可靠性以及不易受外界干扰的良好性能，使其能够广泛的应用于各种场合。但是由于开关磁阻电机的转矩特性上有瑕疵，作者根据开关磁组电机的传动系统整体框架，通过对传动系统的介绍以及各部分的建模，最后搭出整体的仿真模型，得出仿真结果图来验证开关磁阻电机的转矩特性中的不足。

1 开关磁阻电机传动系统

开关磁组电机传动系统整体框架主要包括功率变换器、控制器、检测部分和SRM四个核心部分[3]。功率转换器有能量转换的作用，具体地说就是把外部不适合电机的能量转换成可以供电机驱动的能量；检测部分就是利用相应的传感器测出相应的信息；控制器就是接收位置检测和电流检测的信息并作出相应的处理[3]。功率转换器、检测部分、控制器都是为开关磁组电机服务，使开关磁组电机能够稳定的运行。

2 开关磁阻电机传动系统Simulink仿真

2.1 功率变换器模块建模

功率变换器大多采用双开关型主电路[2]。当IGBT1和IGBT2同时导通时，就会使电机绕组通电。而当IGBT1和IGBT2全部关断的时候，相电流则通过续流二极管续流，电机的磁场储能就以电能的形式马上反馈给电源，这样就完成了强迫换相[2]。

2.2 位置传感器建模

如图1中所示，电动机的位置信号触发电路，转子角速度经过比例放大器变换将单位rad/s变成单位deg/s，再经过离散积分器得到三相的相对位置[1]。三相之间各自相对于对其位置互差15°。并可以通过改变导通和关断角的不同形式，进行相应的准确控制。

2.3 系统整体建模

电源选用的是240V直流电源，SR电动机是采用系统提供的6/4极开关磁阻电机[2]。修改其电机的只读属性，再依据相关的变量，改变某些参数的数值。运行之后，采集到SR电动机的转子转速波形，系统建模如图1所示。

2.4 开关磁阻电机仿真图

如图2所示的开关磁阻电机的转速图。

3 结论

仿真结果说明作者搭建的整体系统仿真时是可行。再看由仿真模型得出的转子转速的仿真图，转子的速度随着时间的增加也在上升，但是在上升的波形并不是平穩的，每隔一段时间就会有波动。这就是开关磁阻电机转矩特性中的缺点，有转矩脉动。这是我们仿真得出的结论。

【参考文献】

[1]孙晓明.基于MATLAB的开关磁阻电机非线性建模仿真[J].电力系统及其自动化学报，2009，9（5）：68-71.

[2]J 卢承领，杜成涛.基于Simulink的四相开关磁阻电机传动系统仿真[J].兰州文理学院学报（自然科学版），2014（6）.

[3]J Lu C L，Zhang G，Du C T.Design and Implementation of Low-power SRM Control System.IFAC-Papers On Line.2015.

[责任编辑：田吉捷]endprint