关键词：开关磁阻电机；滑模变结构控制；转矩脉动；仿真实验
Abstract: Switched reluctance motor （SRM） had wide application prospect，the intense torque pulsation caused a great noise in operation. The key factor of eliminating noise was decrease the torque pulsation. the paper used VSS control methods to implement a fast and smooth timing. It is shown through the computer simulation experiments that the variable structure control system with sliding is effective to reduce the motor torque ripple.
Key words: SRM; VSS; Torque ripple; Simulation experiments
【中图分类号】TM743 【文献标识码】B 【文章编号】1561-0330（2018）06-0000-00 《变频器世界》
1 引言
开关磁阻电机是一个多变量、强耦合的非线性系统，在不同的控制方式下，其参数和结构都是变化的，这使得传统的线性控制方法难于满足开关磁阻电机控制系统（SRD）系统的动态性能要求。而滑模变结构（VSS）控制以其滑动模态对系统摄动和外部扰动不变性的突出优点,使它在传统电机调速系统中的应用日益普遍。国外将VSS控制用于开关磁阻电机调速系统取得了较好的效果，基于此，研究将VSS控制应用于开关磁阻电机调速，改善电机性能，将具有重要的实际意义。
2 开关磁阻电机转矩数学模型
3 转矩分配函数的满足条件
开关磁阻电机总的电磁转矩是由各相绕组产生的转矩叠加而成的，为了使输出转矩保持平稳，首先要对各相转矩进行合理分配，这就需要确定各相绕组的期望转矩与转子位置角之间的函数关系，即转矩分配函数。转矩分配函数的选取须满足以下两个条件：
（1）在所有时刻，各相绕组的转矩分配函数之和等于1；
（2）电机实际的相电流必须能够跟踪由此转矩分配函数确定的期望相电流。
4 滑模变结构控制器的设计
4.1 设计滑模变结构控制器的基本步骤
设计滑模变结构控制器的基本步骤包括两个相对独立的部分：
（1）设计切换函数；
（2）设计滑动模态控制律。
一旦切换函数和滑动模态控制律都得到了，滑动模态控制系统就完全建立起来了。
4.2 滑模变结构控制的切换函数
5 实验结果
本文以一台四相（8/6极）开关磁阻电机为样机，在Matlab/simulink中进行了仿真，样机的主要参数如下：额定功率PN=500W，额定转速nN=1500r/min，额定电压UN=220V，定子相绕组电阻R=2.2Ω，转动惯量J=0.008kg·m2，粘性摩擦系数D=0.05N·m·s，恒定合成转矩T=2 N·m。
在Matlab/simulink仿真环境中搭建SRM滑模变结构控制模型，如图1所示，VMC_ASR模块为滑模变结构速度调节器模块，TSF模块为转矩分配模块，VMC_ACR模块为滑模变结构电流调节器模块，Position_Sensor模块为换相信号产生模块，Converter为功率变换器。
图2中i1为期望相电流波形，i2为实际相电流波形。从该图两种相电流的波形对比可以看出，实际相电流能够较好地跟踪期望相电流，能够很好的降低转矩脉动。
6 结束语
本文所采用的控制方法很大程度上降低了开关磁阻电机的转矩脉动，并且低速下的控制效果较高速时更为明显，因此是一种理想的SRM控制方法。
参考文献
[1]吴建华.开关磁阻电机的设计与应用[M].北京:机械工业出版社,2006,6.
[2]刘金锟.滑模变结构控制MATLAB仿真[M].北京:清华大学出版社,2005,3.
[3]黄操.开关磁阻电机的滑模变结构控制[J].电力自动化设备,2006,5.
[4]陈建龙.基于模糊控制的开关磁阻电机转矩脉动抑制方法研究[D].湖南大学,2016,5.
作者简介
刘超 （1992-） 男 研究生 研究方向为控制科学与工程方向
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