【主管Q:2347660】2号站网址开户双凸极电机和开关磁阻电机一样，具有结构简单、牢固、容错能力强的优点112，但是双凸极电机在正负半周均通电，在正负半周都能产生有效的输出转矩，因此双凸极电机具有比开关磁阻电机更高的功率密度，输出转矩的脉动也比开关磁阻电机小13，是一种应用前景看好的新型电机，可广泛的运用于各种调速场合。

从励磁的角度来分，双凸极电机可以分成双凸极永磁电机（DSPM）和电励磁双凸极电机（DSEM）DSPM由于在转子或定子上嵌入了永磁体因此高温运行能力差，而且弱磁控制比较难，可控参数少。而DSEM由于不存在永磁体，适用的场合更宽，而且容易进行弱磁控制，可控参数比DSPM多。因此本文主要研究DSEM这种电机的建模及其PID控制。由于4相双凸极电机比3相双凸极电机功率密度高，调速范围宽，转矩波动小，因此本文所采用的是基于86相电励磁双凸极电机的模型。

1结构和工作原理电励磁双凸极电机在结构上与开关磁阻电机的结构相类似（如所示），但在电机的定子上装有励磁绕组，因此双凸极电机的运行原理和控制方法与开关磁阻电机有很大的区别。

双凸极电机的结构由于双凸极电机的结构决定了双凸极电机的每相绕组间的自感和相绕组与励磁绕组间的互感都随转子位置的改变而改变，如果假设电机的电感为分段线性化的理想情况，那么双凸极电机中自感和互感随角度的曲线如所示。双凸极电机的每相输出转矩表达式为徐瑞东男1979年生；中国矿业大学硕士，主要从事电力电子与电力传动方面的研究。

其中，是磁阻转矩；Pf是励磁转矩。

如果在电感上升的时候通入正向电流，在电感下降的时候通入负相电流，那么励磁转矩始终为正，而磁阻转矩在这两段时间内的平均值为因此在双凸极电机输出转矩中起主要作用的是励磁转矩。

2双凸极电机的建模根据电励磁双凸极电机的每相转矩方程（1）电压方程转矩方程和运动方程可以用MATLAB中的SMULNK建立电机的模型。由于电机的励磁绕组的自感比相绕组的自感和相绕组与励磁绕组互感大得多，可以认为在励磁电压不变的条件下，励磁电流基本保持不变。

建立每相绕组所加电压、产生的电流及转矩的仿真模型如所示。其中包含了电压方程、转矩方程、功率变换器和电机电感和电感导数及电流控制，功率变换器和电机电感和电感导数是用MATLAB语言编写的程序，应用MatlabFcn模块将编写的程序加入到SMULNK仿真模型中，其他的方程都是根据相应的方程用smuink所带的模块所构成。

转速功率A相电感及导数每相绕组电压、电流及转矩仿真模型用上述方法构建DSEM的其余三相，就构成了电机整体的仿真模型如所示，将其生成双凸极电机子系统，双凸极电机的输入控制量和输出量就可以很方便的加以控制。2号站开户

转速电源电E开通角关电叻图压定电角角给速源通断流角转电开关电转W定电角角给速源通断流角转电电转V相定电角角给速源通断流角转电i电转K相I定电角角i：n速源通断流角转电电转W型模直；仿体整的机电极凸双通角为35，负向关断角为56 25，PD输出的最大电流为6A给定速度为3rmn电机的负载转矩为3Nm.通过仿真可以得到双凸极电机控制系统的速度如所示。在速度给定和负载转矩一定的条件下，电机能够达到给定速度300r/min超调和转速波动较小，到达给定转速后，运行稳定。双凸极电机的起动电流（A相）如所示。在起动时，由于转速很低，使PD控制器的输出最大，这时电流的给定就达到最大值6A因此正负半周电流的大小都达到6A.双凸极电机速度双凸极电机的PID控制仿真双凸极电机A相起动电流一相（A相）起动转矩如所示。

电源电压开通角输出转矩关断角励磁电淹电流给定转速电沧转所双凸极电机必须与控制系统一起使用，本文中电机采用转速电流双闭环控制，转速环为外环，电流环为内环，采用PID控制策略。通过调节电流给定来调节DSEM每相电流的大小，从而调节电动机的转速。DSEM的PID控制仿真模型如所示。

电励磁双凸极电机PID控制系统。5 4PD控制仿真的结果及分析在采用PD控制的条件下，取比例系数P =08积分系数/=02微分系数D=01双凸极电机正向开通角为375°关断角为25°负向开26双凸极电机A相起动转矩由于起动时，电流最大，所以起动时，电励磁双凸极电机的各相转矩也达到最大，在起动转矩图上，也可以看到磁阻转矩对每相输出转矩的影响。电机速度稳定后电机的一相电流、一相转矩及电机的合成转矩如、1011所示。

电励磁双凸极电机稳定后，电机的电流就根据PID控制器的输出变化而变化，在PID控制下，各相电流和转矩稳定，电机四相合成转矩与负载转矩相互平衡。

负载T=5Nm可以得到的电机速度图如2所示。2号站2注册

双凸极电机A相稳定电流1双凸极电机合成转矩双凸极电机在上述PID控制参数的条件下，双凸极电机在空载条件下起动，在t=10s突加2电机空载起动突加5N m转矩速度结论本文从电励磁双凸极电机的结构和原理出发，建立了电励磁双凸极电机的仿真模型，并对电机的PID控制进行了仿真将所得到的仿真结果和理论分析相比较，可以得出以下结论：（1）在仿真系统中加入了PD控制，对电机的电流及其转速进行控制，从仿真的结果来看，采用PID控制能够对电机的电流和转速进行有效的控制，电机的性能能够满足调速场合使用的要求；（2）采用的仿真模型参数修改简单，为研究电机的内部参数和控制参数对电机性能的影响打下了一定的基础。