(完整版)三相6_4极开关磁阻电机转矩特性分_析与优化设计毕业设计
开关磁阻电机调速系统设计毕业论文任务书及开题报告
毕业设计（论文）任务书机电工程系电气工程及其自动化专业2007级（2011届）电气074 班学生毕业设计（论文）题目：开关磁阻电机调速系统设计毕业设计（论文）内容：主要介绍开关磁组电机的基本结构及工作原理，开关磁阻电机的数学模型的分析与求解，开关磁阻电机控制方式，SRD的基本结构、原理与特点，SRD的设计，SRD的控制策略，SRD的特点及应用领域，SRD系统存在的问题和发展方向，SRD与步进电动机驱动系统及异步电动机变频调速系统的比较，SRD的MATLAB仿真与分析。
毕业设计（论文）专题部分：(1)研究SR电机的结构、工作原理和数学模型，分析了SR电机主要的控制方式，并对这些控制方式进行详细的研究；(2)研究SRD的特点和组成部分，并分别对它的各个组成部分功率变换器、控制器和信号反馈系统作了详细的研究;设计系统的主回路；(3)了解采用TMS320F2407设计控制器的硬件电路，结构和功能，掌握基于TMS320F2407的硬件和软件的设计方法，在对SRD深入研究的基础上，设计了SRD的硬件系统；（4）应用matlab在SR电动机进行电机的性能仿真。
█指导教师：（签名）年月日█教研室主任：（签名）年月日█系教学主任：（签名）年月日应用科学学院2007级（2011届）学生毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目开关磁阻电机调速系统设计专业电气工程及其自动化学生姓名指导教师本课题研究的现状近20年来，SR电机的研究在国内外取得了很大的发展，但作为一种新型调速驱动系统，研究的历史还较短，其技术涉及到电机学、微电子、电力电子、控制理论、机电一体化及工程应用等众多学科领域，加之其复杂的非线形特性，导致研究的困难性，在电机理论、性能分析和设计、控制、测试等方面都还不够成熟、完善，存在大量的工作要做。
磁阻电机的工作原理最早出现于19世纪40年代，当时的研究人员认为利用顺序磁拉力方法可以使电动机旋转是简单可行的。
但是受到当时科技条件的限制，电动机的运行特性很差，在以后的100多年时间里开关磁阻电机调速系统的发展很慢。
电动车用开关磁阻电机设计与优化方法
电动车用开关磁阻电机设计与优化方法摘要：随着人们生活水平日益提高，人均汽车占有量大幅度提升，传统汽车产生的尾气对环境造成了严重威胁，因此发展绿色交通工具成为当今社会的一个热点话题。
电动汽车具有噪音低、无污染和能源利用率高等特点，是比较理想的交通工具。
近年来电力电子技术不断发展，微电子、电机学、现代计算机技术和控制理论也开始完善，这都促使开关磁阻电机系统得到了飞速的发展。
目前已成功应用于电动车用驱动系统、家用电器、高速驱动、泵及风机等众多领域中，创造了巨大的经济效益，是直流电机调速系统、交流电机调速系统、无刷直流电机调速系统强有力的竞争者。
关键词：开关磁阻电机；设计；优化目前国家正大力发展新能源技术，电动车因势而起，得到了快速的发展，电动车作为一种新兴的代步用车，不仅绿色环保而且在未来有极大的发展潜力。
目前电动车驱动电机主要有永磁电机、异步电机、直流电机等。
作为一种新型电机，开关磁阻电机SRM由于其结构简单、制造成本低、调速范围宽、控制灵活且效率高等优点，与传统的电动车驱动电机相比有较大的竞争力，而且能满足电动车起动转矩大、起动电流小的需求，所以在电动车驱动领域中有较大的发展潜力。
一、开关磁阻电机基本原理开关磁阻电机依靠定、转子之间磁阻变化运行，当给定子其中一相绕组通电时，若定子极轴线和转子极轴线不重合，就会有磁阻力作用在转子上，使转子运动，直到两者轴线重合，磁阻力消失，在惯性作用下继续旋转一定角度，然后换相邻绕组通电，使转子继续转动[1]。
如图。
图中定子极上为定子线圈，标有箭头的绕组表示该相绕组通电，虚线表示磁力线，转子起动前的转角为0°。
在初始位置，A 相绕组通电，在磁力的作用下，距 A 相最近的转子极受力开始逆时针转动，使磁阻变小，转子旋转到5°，又旋转了10°，直到15°为止，转子不再转动，此时磁路最短。
为了使转子继续转动，必须在转子不受力时切断 A 相电源，同时接通 B 相，于是 B 相产生磁通，磁力线沿磁路最小的磁极通过转子，在磁力的作用下继续转动，直到转到30°之前，关断 B 相绕组电源并开通 C 相绕组，使转子继续转动，在转到45°之前接通 A 相绕组电源，以此类推，电机就会运行下去。
开关磁阻电机自主优化设计方法研究与CAD实现毕业论文
本科毕业设计论文题 目 开关磁阻电机自主优化设计方式研究与CAD 实现专业名称电气工程及其自动化学生姓名指导教师毕业时间任务书一、标题问题开关磁阻电机自主优化设计方式研究与CAD实现二、研究主要内容选题来源：国家自然科学基金研究内容：对开关磁阻电机优化设计方式进行研究，并基于此编写CAD优化设计软件。
研究方式：首先掌握开关磁阻电机传统设计方式，并对包孕遗传算法在内的优化算法的性能进行研究与改善，然后针对必然的性能要求及约束对开关磁阻电机进行优化设计，最后利用C++ Builder开发计算机辅助优化设计软件，以达到缩短电机设计周期，提高设计精度的目的。
三、主要技术指标优化算法：通过对传统优化算法的改善，使其能够实现多参数、多方针优化，并在收敛快速性与结果准确度之间达到合理平衡，避免陷入局部最优。
CAD软件：应包孕传统设计和优化设计两个主要功能，以及图形化显示、加工图输出、报表生成、联机辅助等辅助功能。
采用多窗口及模块化办理技术，使软件具有友爱的人机交互界面，灵活的操作流程，较强的可扩展性。
四、进度和要求1周资料收集，总体框架设计；2—3周对开关磁阻电机传统设计方式进行研究；4—6周对遗传算法等典型优化算法进行对比研究，对其性能进行仿真分析与改善；7—9周对电机主要尺寸进行敏感性分析，并针对必然的性能要求及约束，利用改善后的优化算法对电机几何尺寸进行优化；10—13周利用C++ Builder编写计算机辅助优化设计软件；14—15周对优化方式及设计软件性能进行全面测试与改善；16周撰写毕设敷陈。
五、主要参考书及参考资料[1]R. Krishnan, Switched Reluctance Motor Drives Modeling, Simulation, Analysis, Design,and Applications, USA: CRC Press, 2001, pp.55-106.[2]陆卫忠, 刘文亮等, “C++ Builder 6 轨范设计教程,” 北京: 科学出版社, 2021.[3]贾好来, 吝伶艳等, “电机CAD技术,” 北京: 中国电力出版社, 2021.[4]Torrey, D.A;, "Switched reluctance generators and their control," Industrial Electronics, IEEETransactions on , vo1.49, no.l, ppJ-14, Feb 2002.[5]S. Owatchaiphong, C. Carstensen and R. W. De Doncker. Optimization of Predesign ofSwitched Reluctance Machines Cross Section Using Genetic Algorithms. 7th International Conference on Power Electronics and Drive Systems, pp. 707-711, 2007.[6]白凤仙, 邵玉槐, 孙建中. 利用智能型模拟退火算法进行开关磁阻电机磁极几何形状的优化. 中国电机工程学报, 23(1): 126-131, 2003.[7]王立, 刘景林, 王刚, “参数化绘图功能在开关磁阻电机CAD系统中的实现,” 微电机,43(10): 16-18, 2021.学生___________ 指导教师___________ 系主任___________摘要绕组电流的非正弦性以及铁心磁密的高饱和性给开关磁阻电机(SRM)设计造成了极大艰巨，现有设计及优化方式难以获得最优性能且缺乏自主性。
某某某毕业设计定稿0603
开关磁阻电机调速系统设计摘要开关磁阻电动机(Switched Reluctance Motor，简称SRM)调速系统(Switched Reluctance Motor Drive，简称SRD)是一种新型的调速系统。
因其结构简单，可靠性高，启动转矩大及调速范围宽等特点，日益受到国内外学者的关注。
本文着重研究了开关磁阻电动机的准线性数学模型，研究了开关磁阻电动机调速系统的智能优化控制策略。
随着生产以及科学技术的不断发展，开关磁阻电机已经广泛的应用到实际生活中，以其为基础的一些控制系统的研究已经在各个领域中得到快速的应用，因此对开关词组电机控制系统的研究具有实际意义。
本文是基于MATLAB/SIMULINK的工具基础上，通过对三相6/4极开关磁阻电机进行控制系统的设计，采用双闭环控制方案：转速环由PI调节器构成，电流环由角位置控制器与电流斩波控制器复合构成。
根据模块化建模的思想，将控制系统分割为各个功能独立的子模块，主要包括：SRM本体模块、速度控制模块、电流控制模块、转角选择模块、参数计算模块、转矩计算模块和电压逆变模块。
这些功能模块的有机整合，构成SRM控制系统的仿真模型，并实现双闭环的控制算法。
仿真结果证明了本论文所提出的这种新型SRM仿真建模仿的合理性和有效性。
关键词：开关磁阻电机；MABLAB/SIMULINK；PI调；电流斩波（CCC）；角位置控制（APC）Design of switched reluctance motor speed regulation systemABSTRACTSwitched Reluctance Motor (SRM) Drive (SRD) is a new adjustable-speed system. More and more scholar attention in the world is attracted because of its simple structure, high robustness, high pull-in torque and large adjustable-speed scale. In this paper, a non-linear mathematic model and an intelligent control strategy for Switched Reluctance Motor are emphasized on.With the development of production and science and technology, has a wide range of switched reluctance motor applied to real life, some control system based on its research has been quick in all fields of application, so the switch motor control system of practical significance of the phrase. On the basis of this article is based on the MATLAB/SIMULINK tool, through the four eight-sixths of switched reluctance motor control system design, the use of double closed-loop control scheme: speed change constituted by the PI controller, current loop by the angular position controller and current chopper controller composite form. Based on modular modeling of thinking, child of the control system is divided into various independent modules, including: SRM ontology module current control modules, corner, speed control module, select calculation module, modules, parameters and torque calculation module voltage inverter module. Organic integration of these function modules, that make up the SRM control system simulation model and realization of double closed-loop control algorithm. Holding results demonstrate that the thesis put forward by the new SRM textile rationality and effectiveness of the model as though.Keywords: switch reluctance motor; MABLAB/SIMULINK,;PI controller;CCC;APC目录摘要 (I)ABSTRACT ............................................................................................................................. I II 目录 ........................................................................................................................................... I II 1 绪论. (1)1.1 前言 (1)1.2 开关磁阻电机调速系统的研究历史和发展方向 (1)1.2.1 开关磁阻电机调速系统的发展概况 (1)1.2.2 开关磁阻电机的应用与研究动向 (2)1.3 本论文的主要研究方向 (3)2 开关磁阻电机调速系统的组成及工作原理 (4)2.1 开关磁阻电动机调速系统 (4)2.1.1 开关磁阻电动机调速系统组成 (4)2.1.2 开关磁阻电机的工作原理 (6)2.2 开关磁阻电动机调速系统的特点 (7)2.3 开关磁阻电动机基本方程与性能分析 (8)2.3.1 SR电机的基本方程 (8)2.3.2 基于理想线性模型的SR电动机分析 (10)2.3.3 考虑磁路饱和时SR电动机分析 (13)3 开关磁阻电机调速系统的控制策略 (16)3.1 SR电动机运行特性 (16)3.2 SR电动机基本控制方式 (17)3.2.1低速电流斩波控制(CCC)方式 (17)3.2.2角度位置控制(APC)方式 (18)3.2.3电压PWM控制 (19)3.3 本系统控制方式的选择 (20)4 系统仿真模型建立 (21)4.1 基于SRD电机线性模型的SRD动态仿真模型 (21)4.1.1速度控制模块 (22)4.1.2电流控制模块 (22)4.1.3 SRM本体模块 (24)4.1.4.参数计算模块 (25)4.1.5.电压逆变模块 (27)4.2 仿真结果 (27)5 结束语 (32)致谢 (33)参考文献 (34)附录A 外文翻译——原文部分 (35)附录B 外文翻译——译文部分 (37)江西理工大学应用科学学院毕业设计1 绪论1.1 前言开关磁阻电机（Switched Reluctance Motor, SRM）是在磁阻电动机的基础上发展起来的一种高性能机电一体化的产品。
开关磁阻调速电动机毕业设计
本科毕业设计（论文）资料第一部分设计说明书摘要开关磁阻作为一种新型调速驱动系统，开关磁阻电机以其结构简单、低成本、高效率、优良的调速性能和灵活的可控性，愈来愈得到人们的认可和应用。
目前已成功应用于在电动车用驱动系统、家用电器、工业应用、伺服系统、高速驱动、航空航天等众多领域中，成为交流电机调速系统、直流电机调速系统和无刷直流电机调速系统的强有力竞争者。
开关磁阻电机在驱动调速领域得到了广泛的应用，同时也在发电领域内受到越来越多的重视，引起了不少专家、学者的兴趣。
本文首先介绍了开关磁阻电机调速系统(SRD)的发展史、优点、研究方向以及应用，状况，并对开关磁阻电动机的特点和电磁原理进行了阐述，从基本的电磁规律出发，说明SRD的原理及相关理论。
并利用数学模型建立SRD系统的模型、SRM的模型、电流控制器模型、逆变器模型、角度控制模型，并通过MATLAB进行仿真，比较分析仿真波形与理想数学模型的差距。
关键词：开关磁阻电机数学模型ABSTRACTSwitch magnetoresistance, as a kind of new speed drive system, switch reluctance motor with its simple structure, low cost, high efficiency, high speed and flexibility of controllability, more and more get recognized by people and application. Currently has been successfully used in electric vehicle drive system, household appliances, industrial application, servo system, high-speed drive, aerospace, etc, become ac motor speed control system, dc motor speed control system and brushless dc motor control system of strong competitors. Switch reluctance motor driving speed in the field has been widely used in power, but also more and more field, caused a lot of experts and scholars of interest.This paper first introduces a switched reluctance motor speed control system (SRD) history, advantages, research direction and application,Condition, and the SRM features and electromagnetic principle, from the basic laws of electromagnetic, the principle and the related theory SRD). Using the mathematic model and the model, SRM SRD system model, the current controller model, inverter model, the Angle control model, and through MATLAB simulation and comparison analysis and simulation of the ideal mathematical model.Keywords:SRG, The mathematical model目录第1章绪论 (1)1.1 开关磁阻调速电动机发展简介 (1)1.2 开关磁阻电机的特点 (2)1.3 开关磁阻调速电动机的研究动向及应用 (3)第2章开关磁阻电机的基本机构及工作原理 (6)2.1 开关磁阻电机的基本组成环节 (6)2.1.1 功率主开关器件 (7)2.1.2 功率变换拓扑电路 (7)2.1.3 控制器 (10)2.1.4 位置检测 (11)2.1.5 电流检测 (12)2.2 SR电机的工作原理 (12)第3章开关磁阻电机控制策略 (15)3.1 角度位置控制 (15)3.2电流斩波控制 (15)3.3电压PWM控制 (16)3.4单相起动方式 (17)3.5双相起动方式 (18)第4章开关磁阻电机数学模型的建立 (19)4.1 开关磁阻电机的数学模型 (19)4.1.1建立模型常用的方法 (19)4.1.2 S R电机的方程 (20)4.2 SR电机系统的线性分析 (23)4.2.1电感与转子位置角的关系分析 (23)4.2.2基于线性模型的绕组电流分析 (24)4.3电磁转矩的分析 (28)4.4转速的控制 (28)4.5基于非线性电感特性的SR电机的数学模型 (29)4.5.1 绕组非线性电感特性研究 (29)4.5.2 S R电机的非线性数学模型 (30)第5章开关磁阻电机调速系统MATLAB/SIMULINK仿真 (34)5.1 SRD调速控制策略的研究 (34)5.1.1 S R电机的运行特性 (34)5.1.2控制策略 (36)5.2 SRD的仿真研究 (37)5.2.1 逆变器模型 (38)5.2.2 SR电机模型 (38)5.2.3 SRD系统模型 (39)5.2.4 电流控制器模型 (40)5.2.5 角度控制模型 (40)5.2.6 仿真结果与分析 (41)结论 (44)参考文献 (45)致谢 (46)第1章绪论1.1 开关磁阻调速电动机发展简介开关磁阻调速电动机(The Switched Reluctance Drive, 以下简称SRD)最早可以追溯到1970年，英国Leeds大学步进电机研究小组首创一个开关磁阻电机雏形。
毕业设计小功率开关磁阻电机控制与驱动系统的设计
毕业设计--小功率开关磁阻电机控制与驱动系统的设计摘要本文首先介绍了开关磁阻电机（SRM）在国内外的发展状况，接着介绍了开关磁阻电机调速系统（SRD）的特点、应用领域和目前研究的热点；并对开关磁阻电机的运行原理和电磁特性及其数学模型进行阐述，建立了开关磁阻电机的线性电感模型，在此基础上分析了开关磁阻电机的电磁转矩，进而得到开关磁阻电机的调速控制方法。
其次，详细介绍了开关磁阻电机调速系统的各个组成部分，并介绍了目前常用的控制方法，分析了各种控制方法的优缺点，在此基础上，本文结合4kW/513V、三相12/8极开关磁阻电机进行了系统的软硬件设计。
硬件设计包括对开关磁阻电机调速系统的功率变化器主电路的设计及参数选择，设计中采用功率MOSFET为主开关器件，以驱动芯片TLP250为核心设计驱动电路；以单片机AT89C51和电机智能控制模块为核心设计控制电路；此外还设计了位置检测电路、电流检测电路、逻辑综合电路和数码显示电路等。
其中电机智能控制模块实现速度、电流双PI调节、PWM生成、电流保护、斩波比较等功能；单片机负责判断转子的位置信息，并综合各种保护信号和给定信息，以及转速情况，给出相通信号及电流斩波阈值。
在控制软件设计中采用模块化编程，增强了程序的通用性和可读性。
关键词：开关磁阻电机；控制； AT89C51；功率MOSFETABSTRACTABSTRACT: Firstly, the thesis not only presents the developing status of the SRD system both in domestic and abroad，but also introduces the configuration application area and research hotspot of SRD system，and then expatiate the electromagnetism principle and mathematic model of SRM, establishes liner inductance model of SRM, then analysis electromagnetism torque of SRD system based on linear inductance model，get the control method of SRD system finally.Secondly, the thesis introduces all parts of SRD system in detail, and introduces the control method now used, give out the advantage and disadvantage of any method. And then the thesis designs the hardware and software of the SRD system based on 4kW/513V, 12/8 SRM. Hardware implementation including of choosing the structure and parameter of power converter with its power component--POWER MOSFET; As the core driver circuit to drive the chip TLP250; The control circuit with the core components----AT89C51＆motor intelligent module is designed. Also the position sensor testing circuit, current sensor testing circuit, logic synthesis circuit and digital display circuit are designed. The function of motor intelligent circuits to-realize dual PI adjuster of speed and current, PWM generation, current protection, chop-wave comparison．While the function of AT89C51 is to judge rotator location information, synthesize various protection signal and commanded information, and speed condition, then give the phase on/off signal and chopped current limited value. The software of system is programmed. The Modular Structured programming makes the program readable and modifiable.KEYWORDS: SRM; CONTROL; AT89C51; POWER MOSFET目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第一章绪论 (1)1.1开关磁阻电机的发展 (1)1.2 开关磁阻电机调速系统的特点和应用领域 (1)1.3当前的主要研究热点和发展方向 (3)1.4本课题主要工作 (4)第二章开关磁阻电机的基本理论分析 (5)2.1开关磁阻电动机调速系统的组成 (5)2.2开关磁阻电动机结构与运行原理 (5)2.3开关磁阻电机的基本方程 (7)2.4基于理想线性模型的SR电动机分析 (8)2.4.1 SR电机的相电感模型 (8)2.4.2 SR电机的电磁转矩 (9)2.5考虑磁路饱和时SR电动机的分析 (10)2.6SR电机的基本控制方式 (12)2.7开关磁阻电机调速系统总体方案的确定 (13)第三章小功率开关磁阻电机驱动系统硬件设计 (15)3.1开关磁阻电机的参数 (15)3.2功率变换器的结构设计 (15)3.2.1主电路拓扑结构介绍 (15)3.2.2功率电路的设计 (19)3.2.3功率变换器的驱动电路设计 (21)3.2.4 功率缓冲（吸收）电路设计 (23)3．3驱动系统设计 (25)3.3.1总体设计 (25)3.3.2控制核心AT89C51功能 (26)3.3.3 电机智能控制模块MCSRD9800 (26)3.3.4 位置检测部分设计 (31)3.3.5 电流检测部分设计 (32)3.3.6角度细分电路 (33)3.3.7 D/A转换与斩波电路 (34)3.3.8 优先编码电路 (35)3.3.9逻辑综合电路 (36)3.3.10显示电路 (36)3.3.11单片机最小系统 (37)第四章 4KW开关磁阻电机驱动系统软件设计 (39)4.1主程序 (39)4.2运行子程序 (41)4.3相中断程序 (43)4.4INTO中断子程序 (45)4.5软件抗干扰措施 (45)致谢 (47)参考文献 (48)第一章绪论1.1 开关磁阻电机的发展20世纪60年代以前，在需要可逆、可调速与高性能的电气传动技术领域中，直流传动系统一直占领统治地位。
三相6_4极开关磁阻电机转矩特性分_析与优化设计毕业论文
密级：内部三相6/4极开关磁阻电机转矩特性分析与优化设计Analysis and Optimal Design of Torque Characteristics of Three-phase 6/4 Pole SwitchReluctance Motor学院：电气工程学院专业班级：电气工程及其自动化1003班学号：4姓名：陈运楷指导教师：张殿海（讲师）2014年6月I摘要近年来随着电力电子技术和控制技术的发展，诞生了一种新的特种电机—开关磁阻电机。
该电机具有结构简单、调速性能优良、成本低廉、可靠性高、起动转矩大、效率高等优点。
因此，被广泛应用于牵引传动、通用工业、家用电器等众多领域。
然而，由于开关磁阻电机的双凸极结构所引起的磁路非线性和饱和效应以及特殊的供电方式，与传统的电机相比存在着振动和噪声大的缺点，这就大大限制了开关磁阻电机向更多应用领域的拓展。
因此为了得到更好的开关磁阻电机的动静态性能，如何降低转矩脉动和抑制噪声已经成为今后开关磁阻电机控制系统的研究重点。
首先根据开关磁阻电机的运行机理，以三相6/4极开关磁阻电机作为分析模型，利用ANSOFT软件中的Maxwell模块完成电机的建模和分析。
其次通过修改开关磁阻电机转子极弧系数以及在转子表面开口的方法，改善电机的输出转矩特性。
结合MATLAB软件分析修改转子对平均转矩和转矩脉动的影响。
最后利用实验室自行开发的多目标优化软件对平均转矩和转矩脉动进行多次优化，经过比较后找到最佳解，得到平均转矩提高、转矩脉动下降的结果，达到优化设计的最终目的。
关键词：开关磁阻电机；转矩脉动；平均转矩；优化设计IAbstractIn recent years, with the development of power electronic technology and control technology, a new motor called switch reluctance motor, which has so many advantages such as simple structure, excellent performance of speed adjustment, low cost, high reliability, and large starting torque, high efficiency was developed. Therefore, it was applied in many fields such as traction drive, general industrial, and household appliances etc.However, due to the double salient structure of switch reluctance motor which caused nonlinearity of the magnetic circuit and saturation effect as well as the special power supply pattern, compared with the traditional motor the vibration and noise is significant. This feature greatly limited the application of switch reluctance motor to more fields. Therefore, in order to achieve the better dynamic and static performance for the switch reluctance motor, how to reduce the torque ripple and noise has become the hot spot of the future research of switch reluctance motor and its control system.Firstly, according to the operating mechanism of the switch reluctance motor, a three-phase 6/4 pole switch reluctance motor is taken as the analysis model, the torque characteristics is analyzed by utilizing the ANSOFT Maxwell module.Secondly, in the optimization model, the rotor pole arc coefficient and sub-slot on the surface of rotor are taken as the design variables, the torque ripple and average torque are taken as two objective functions. The MATLAB software is applied to calculate the average torque and torque ripple from the Maxwell results.Finally, a multi-objective optimization algorithm which was developed by the laboratory is applied to find out the optimal solution. In order to determine the global optimal solution, the optimization procedure was carried out twice. From the results, the average torque and torque ripple characteristic were improved.Keywords：Switch reluctance motor; torque ripple; average torque; optimal design目录摘要 (I)A BSTRACT............................................................................................................................................ I I 第1章绪论.. (1)课题背景及意义 (1)课题国内外研究现状及趋势 (2)国内发展趋势 (2)国外发展趋势 (3)课题主要研究内容 (4)本章小结 (4)第2章开关磁阻电机特点与设计方法 (5)三相6/4极开关磁阻电机的结构与原理分析 (6)三相6/4极开关磁阻电机的结构 (6)三相6/4极开关磁阻电机的运行原理 (6)开关磁阻电机分析与设计方法 (8)基于ANSOFT 的开关磁阻电机有限元分析介绍 (8)转矩脉动、噪声和振动产生的根源 (9)采用的设计方法 (9)本章小结 (10)第3章开关磁阻电机建模 (11)创建电机几何模型 (11)创建项目 (11)建模过程 (12)材料定义及分配 (16)激励源与边界条件定义及加载 (17)运动选项设置 (20)求解选项参数设定 (21)磁力线与磁密云图 (23)外电路与有限元连接 (25)本章小结 (26)第四章开关磁阻电机优化设计 (27)优化与设计 (27)多目标优化简介 (27)响应表面的应用 (28)修改转子极弧系数及结构 (29)求解转矩 (30)利用MATLAB求解平均转矩和转矩脉动 (33)优化过程 (35)一次优化 (35)二次优化 (37)本章小结 (40)第五章结论 (41)参考文献 (42)致谢 (44)第1章绪论课题背景及意义开关磁阻电机（Switch Reluctance Motor简称SR电机）具有结构简单、转子无绕组、无永磁体、可靠性高等特点，且有控制方式灵活、调速性能好等许多优点。
三相异步电动机的设计及优化毕业设计开题报告(XXX)
本科生毕业设计（论文）开题报告题目：三相异步电动机的设计及优化（Y160M-4 11kW）学院：信息工程学院系自动化系专业：XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX班级：XXX学号：XXX姓名：XXX指导教师：XXX填表日期：2010 年03 月10 日一、选题的依据及意义电能适宜于大量生产、集中管理、远距离运输和自动控制，比其他各种形式的能两更有优越性。
人类对能量利用和控制的能力决定着社会的生产潜能，从而又影响着人类生活方式的进步。
目前，全球每年电能的用量大约为10^4kW·h，并且还在以每年10亿kw·h的速度增长。
电机是将电能从最初的能源形式转换过来的重要桥梁，又是再将大部分电能转换为机械能的装置。
电机在电力工业、工矿企业、农业、交通运输业、国防、科学文化及日常生活等方面都是十分重要的设备。
在电力工业中，将机械能装换为电能的发电机以及将电网电压升高或降低的变压器，都是电力系统中的关键设备。
在很多地方都需要不同特性的电机来驱动和控制。
随着工业企业电气化、自动化、电脑化的发展，还需要众多的各种容量的精密控制电机，作为整个自动控制系统中的重要元件。
电机行业是一个传统的行业。
经过200多年的发展，它已经成为现代生产、生活中不可或缺的核心、基础，是国民经济中重要的一环。
作为劳动密集型产业，我国发展电机制造业有着得天独厚的优势。
到目前为止，我国的电机制造业已经具有一定规模。
统计数据显示，2008年上半年，全行业实现工业总产值180.5亿元，同比增长19.7%。
累计产量6805万千瓦，同比增长11.1%。
在总产量中，大中型电机产量为2878.7万千瓦，增速减缓3.5个百分点；小型交流电机产量为3224.8万千瓦，同比增长5.6%，增速同比减缓8.8个百分点；直流电机产量284.2万千瓦，同比降低20.9%，增速同比减缓21.7个百分点。
上半年全行业实现销售收入178.5亿元，同比增长17.7%。
(完整版)毕业设计说明书毕业论文三相异步电动机节能性能与经济性分析
毕业设计说明书三相异步电动机节能性能与经济性分析ANALYSIS OF TRIPLE-PHASE ASYNCHRONOUS MOTOR ENERGY-SAVING PERFORMANCE ANDECONOMY学院（部）：继续教育学院专业班级：2011级机电一体化学生姓名：曹先俊指导教师：方教授2013年05 月15 日三相异步电动机节能性能与经济性分析摘要论述了三相异步电动机节能的几种方法，包括电机的合理选择与使用，保证供电电压质量和电机就地无功补偿等。
论述了变频器在风机和压缩机上节能的分析与运用，能明显提高三相异步电动机的效率。
恰当地运用这些方法，能较大程度地提高电动机运行时的效率和功率因数，通过运用这些方法进行节能计算能明显的显示三相异步电动机的节能效果。
关键字:三相异步电动机;变频器;节能ANALYSIS OF TRIPLE-PHASE ASYNCHRONOUS MOTOR ENERGY-SAVING PERFORMANCE ANDECONOMYABSTRACTDiscusses the Triple-phase Asynchronous Motor, several methods, including the rational selection and use of the motor to ensure the quality and the motor in placc of the supply voltage reactive power compensation. Discusses the analysis and utilization of the inverter energy-efficient fans and compressors, can significantly improve the efficiency of the Triple-phase asynchronous motor. The appropriate use of these methods can improve the efficiency and power factor when the motor is running, energy-efficient computing through the use of these methods to display the energy saving effect of the Triple-phase asynchronous motor.Keywor：Triple-phase asynchronous motor；motor inverter; energy-saving目录目录 (1)第1章绪论 (2)1.1电动机节能的研究背景 (2)1.2三相异步电机节能节能研究意义 (2)第2章三相异步电动机的工作原理介绍 (4)2.1三相异步电动机的构造介绍 (4)2.2三相异步电动机的工作原理 (4)第3章电动机节能方面的分析与研究 (6)3.1目前在电机节能方面存在的主要问题 (6)3.2电动机损耗分析 (6)3.3电动机的选用 (8)3.4电动机节能原理 (8)3.5电动机的节能途径 (9)第4章三相异步电机节能分析与应用实例 (11)4.1电动机的合理选型和节能改造 (11)4.2电动机启动和运行形式的合理设计 (11)4.3电动机的调速节能 (13)4.4电动机的功率因数补偿 (13)4.5实际应用举例计算 (13)第5章变频调速节能分析与研究 (16)5.1异步电动机常用调速技术 (16)5.2异步电动机常用调速方式性能比较 (16)5.3低压、高压变频调速简解 (17)5.4经济效益分析 (18)5.5小结 (19)小结 (20)致谢 (21)参考文献 (22)第1章绪论1.1电动机节能的研究背景能源是社会和经济发展的重要物质基础，也是提高人们的生活水平的先决条件。
基于Maxwell的四相开关磁阻电机的设计
基于Maxwell的四相开关磁阻电机的设计
瞿广宇;刘伟;杨湄
【期刊名称】《微特电机》
【年(卷),期】2016(44)9
【摘要】由于当今开关磁阻电机所具备的众多优势,对于开关磁阻电机的研究以及模拟方真势在必行.但介于开关磁阻电机的高成本性,利用Ansoft 14软件对其进行模拟仿真及相关优化分析非常有必要.针对中高速的8/6级四相开关磁阻电机进行仿真,分析其工作特性、相关参数规律以及相比于三相开关磁阻电机的优势.在得到相关数据后给出具体的优化建议以及电机今后需要改进的方向,为今后对四相开关磁阻电机提供有效且准确的参考.
【总页数】4页(P58-60,64)
【作者】瞿广宇;刘伟;杨湄
【作者单位】成都理工大学,成都610059;成都理工大学,成都610059;西华大学,成都610039
【正文语种】中文
【中图分类】TM352
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1.基于Rmxprt与Maxwell2D的开关磁阻电机特性仿真 [J], 江华
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关于电机的毕业设计
关于电机的毕业设计【篇一：电机设计毕业论文】目录摘要 ....................................................................................................... .. (1)abstract ............................................................................................. . (1)第一章中小型电机设计概述 ....................................................................................................... . (2)1.1设计技术要求 ....................................................................................................... .. (2)1.2电机主要尺寸 ....................................................................................................... .. (2)1.3 绕组构及成原理 ....................................................................................................... (4)1.4主磁路 ....................................................................................................... .. (4)1.5电抗 ....................................................................................................... (6)1.6损耗与效率 ....................................................................................................... (7)1.7通风散热 ....................................................................................................... . (7)第二章三相异步电动机设计（y180l-6/15kw） (9)2.1电机主要尺寸及绕组设计 ....................................................................................................... (9)2.2电磁计算步骤与程序 ....................................................................................................... .. (9)第三章电机优化设计方案 ....................................................................................................... (28)3.1相关理论分析 ....................................................................................................... (28)3.2电磁调整方案 ....................................................................................................... (28)第四章 autocad简介及其绘图 ....................................................................................................... .. (30)4.1 autocad简介 ....................................................................................................... (30)4.2 autocad的基本功能 ....................................................................................................... (30)4.3 autocad绘图 ....................................................................................................... (31)总结 ....................................................................................................... . (32)参考文献： .................................................................................................... .. (32)附录（Ⅰ）外文资料原文及译文 ....................................................................................................... .. 34附录（Ⅱ）三设计方案结果 ....................................................................................................... . (39)三相鼠笼式异步电动机设计（y180l-6 ／15kw）专业：电气工程极其自动化学号：02131107 学生姓名：刘常洲指导老师：肖倩华摘要异步电机是工农业生产中应用最广泛的电机。
毕业设计(论文)PPT答辩-开关磁阻电机调速系统设计
• (3)了解采用TMS320F2407设计控制器的硬 件电路，结构和功能。
• （4）应用matlab在SR电动机进行电机的性 能仿真。
一：开关磁阻电机的原理
• 1.1：SRD的基 本结构
3.2：基于DSP的SRD系统硬件结构 框图
3.3：DSP软件整体流程图
四：系统仿真
• 4.1：仿真模型与分析
电流滞环模块
功率变换半桥模块 位置角转换模块
4.2：仿真结果
相转矩波形 相电流波形
结论
• 在这篇论文中，详细描述了SRM驱动系 统的变速仿真的有效动态模型，提出的模 型具有普遍性，它由几个子模块组成。因 此，它很容易被修改，可以应用于任何相 数的SRM电机。仿真结果表明，双闭环复合 控制方法的设计既适合瞬时状态又适合稳 定状态。这种模式是理想模式，验证了在 各种应用范围内SRM驱动系统在稳态和暂态 期间的不同的控制算法。
致谢
• 最后感谢各位领导从百忙之中抽空为本人 答辩，谢谢你们。
2 二：系统主ຫໍສະໝຸດ 路• 2.1：系统结构 框图如下
2.2：主回路方案图 请输入内容
三：开关磁阻电机调速系统
的设计
• 3.1：SRD硬件系统结构概述
• 系统的硬件电路是整个调速系统的重 要组成部分，它应能准确、快速的检测整 个系统中所有物理量的检测、计算、判断 和处理，并且能完成通讯、显示等功能。 本文的调速系统主要包括三相（6/4）开关 磁阻电机、功率变换器、位置检测电路、 电流检测电路、以TMS320LF2407为核心的 控制器、液晶显示电路以及键盘输入电路 等。下面将详细介绍各个部分的功能以及 器件的选用。
毕业设计《三相异步电机的远程控制》完整版 精品
西安邮电大学毕业设计（论文）题目：三相异步电机调速闭环控制系统设计系别：自动化学院专业：自动化专业班级：自动0703班学生姓名：导师姓名：职称：讲师起止时间：2006年01月10日至2006年06月17日毕业设计（论文）诚信声明书本人声明：本人所提交的毕业论文《三相异步电机调速闭环控制系统设计》是本人在指导教师指导下独立研究、写作的成果，论文中所引用他人的文献、数据、图件、资料均已明确标注；对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明并表示感谢。
本人完全清楚本声明的法律后果，申请学位论文和资料若有不实之处，本人愿承担相应的法律责任。
论文作者签名：时间：年月日指导教师签名：时间：年月日西安邮电学院毕业设计(论文)任务书学生姓名指导教师职称讲师院（系）自动化学院专业自动化题目三相异步电动机调速闭环控制系统设计任务与要求1、了解电动机调速的基本原理。
2、熟练掌握组态王6.52软件。
3、会使用组态王6.52软件画组态界面。
4、绘制电气原理图、装配图、接线图。
5、熟练掌握S7-300软件，具有一定的编程能力开始日期1月10日完成日期6月17日院长(签字) 2011 年 1 月 10 日西安邮电学院毕业设计 (论文) 工作计划学生姓名_苗晓强__指导教师___沈建冬______职称____讲师____院（系）______自动化学院_________专业________自动化________ 题目_三相异步电动机调速闭环控制系统设计_______________________________________________________工作进程起止时间工作内容1月10日~4月5日了解电动机调速的基本原理4月6日~4月20日熟悉S7-300软件编程环境及组态王软件4月21日~5月4日画出组态王监控画面5月5日~5月20日编写并调试电动机调速控制程序5月21日~6月17日撰写毕业论文主要参考书目(资料)主要参考书目(资料) [1] 贾贵玺，张臣刚等.高压变频调速技术的研究及其应用.天津：电气传动，No.4，1999，14～17 [2] 吴洪洋，何湘宁.高功率多电平变换器的研究和应用.天津：电气传动，No.2,2000,7～12 [3] 陈伯时，谢鸿鸣.交流传动系统的控制策略.CAVD ’99, 1～7[4] 苏彦民，李宏.交流调速系统的控制策略.北京：机械工业出版社，1998 主要仪器设备及材料电动机及S7-300软件、组态王软件论文(设计)过程中教师的指导安排每周三下午、周五下午 对计划的说明西安邮电学院毕业设计(论文)开题报告自动化学院自动化专业 07 级 03 班课题名称：三相异步电机调速闭环控制系统设计学生姓名：苗晓强学号06071088指导教师：沈建冬职称讲师报告日期： 2010年03月30日1．本课题所涉及的问题及应用现状综述在电力系统中，以电动机为主电力传动系统广泛应用于工农业生产、交通运输、国防军事以及日常生活中，其中很多场合有调速要求，如车辆、天梯、空调、机床及造纸机械等，而风机、水泵等位了节约电能同样也需要调速。
开关磁阻电机毕业设计
performance ;modeling and simulation; MATLAB ;Control strategy
II
目录
摘 要...................................................................................................................................................... I ABSTRACT......................................................................................................................................... II 目录 ..................................................................................................................................................... III 1 绪 论 ................................................................................................................................................. 1 1.1 开关磁阻电机的研究历史和发展方向................................................................................... 1 1.2 本课
三相异步电动机的设计及优化毕业论文
本科生毕业设计（论文）开题报告题目：三相异步电动机的设计及优化（Y160M2-2 15kw）学院：信息工程学院系电气与自动化工程系专业：电机电器班级：电机电器06级1班学号：6101106047姓名：丁康峰指导教师：肖倩华填表日期：2010 年 4 月 5 日一、选题的依据及意义在自然界各种能源中，电能具有大规模集中生产、远距离经济传输、智能化自动控制的突出特点，它不但成为人类生产和活动的主要能源，而且对近代人类文明的产生和发展起到了重要的推动作用。
与此相呼应，作为电能生产、传输、使用和电能特性变化的核心装备，电机在现代社会所有行业和部门中也占据着越来越重要的地位。
纵观电机的发展，其应用范围不断扩大，使用要求不断提高，结构类型不断增多，理论研究也不断深入。
特别是近30年来，随着电力电子技术和计算机技术的进步，尤其是超导技术的重大突破和新原理；新结构；新材料；新工艺；新方法的不断推动，电机发展更是呈现出勃勃生机，其前景是不可限量的。
在现代社会中，电能是现代社会最主要的能源之一。
在电能的生产、输送和使用等方面，电机起着重要的作用。
电机主要包括发电机、变压器和电动机等类型。
发电机是将其他形式的能源转换成电能的机械设备，它由水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动，将水流，气流，燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机，再由发电机转换为电能。
发电机在工农业生产，国防，科技及日常生活中有广泛的用途。
电动机将电能转换成为机械能，用来驱动各种用途的生产机械。
机械制造工业、冶金工业、煤炭工业、石油工业、轻纺工业、化学工业及其他各种矿企业中，广泛地应用各种电动机。
例如，在交通运输中，铁道机车和城市电车是由牵引电机拖动的；在航运和航空中，使用船舶电机和航空电机；在农业生产方面，电力排灌设备、打谷机、榨油机等都是由电动机带动的；在国防、文教、医疗及日常生活中，也广泛应用各种小功率电机和微型电机。
大家应该都知道，电动机的转动是靠电能，电能在日常生活中的作用。
三相异步电动机软启动器的毕业设计
三相异步电动机软启动器的毕业设计目录摘要 ........................................................................... . (I)Abstract ..................................................................... .................................................. II 1 绪论 ........................................................................... ............................................ 1 1.1 研究的目的、意义 ........................................................................... .................. 1 1.2 国内外研究现状 ........................................................................... ...................... 2 1.3 本课题研究内容 ........................................................................... ...................... 3 2 三相异步电动机的起动控制的研究 (4)2.1 三相异步电动机的起动过程的分析 ................................................................. 4 2.2 三相异步电动机的起动方法 ........................................................................... .. 6 2.2.1 直接起动 ........................................................................... ................................ 6 2.2.2 传统减压起动 ........................................................................... ......................... 7 2.2.3 软启动 ........................................................................... ................................... 10 2.3 软起动的原理及分析 ........................................................................... ............. 11 2.3.1 晶闸管调压原理 ........................................................................... ..................... 11 2.3.2 软起动的起动方式 ........................................................................... ................. 13 3 软启动器的硬件电路设计 ........................................................................... ........... 16 3.1 主要器件的介..................... 16 3.1.1 KJ004功能介绍 ........................................................................... ...................... 16 3.1.2 KJ041功能介绍 ........................................................................... ...................... 18 3.1.3 KJ042功能介绍 ........................................................................... ...................... 19 3.2 主电路的选择 ........................................................................... ......................... 20 3.2.1 调压方式的选择 ........................................................................... ..................... 20 3.2.2 晶闸管相控调压原理 ........................................................................... .............. 21 3.3 主回路设计 ........................................................................... ............................. 21 3.3.1 主回路电路 ........................................................................... ............................ 22 3.3.2 晶闸管参数选择 ........................................................................... (22)3.3.3 晶闸管触发电路............................................................................ ..................................23 3.3.4 晶闸管保护电路 ........................................................................... (26)3.4 电压检测回路 ........................................................................... ......................... 26 3.4.1 同步信号检测 ........................................................................... ........................ 27 3.4.2 电压反馈回路 ........................................................................... ........................ 28 3.5 电流检测回路 ........................................................................... ......................... 30 3.5.1 电流反馈回路 ........................................................................... ........................ 30 3.5.2 过电流保护电路 ........................................................................... ..................... 31 4 基于单片机的软起动器的设... 31 4.1 单片机控制系统设计 ........................................................................... ............. 32 4.2 控制软件设计 ........................................................................... ......................... 34 4.3 触发脉冲控制的软件设计 ........................................................................... .. (36)I结束语 ........................................................................... ............................................... 44 参考文献 ........................................................................... ........................................... 45 致谢 ........................................................................... .. (46)II三相异步电动机软启动器的设计摘要三相异步电动机因具有结构简单、制造方便、运行可靠、价格低廉等优点，而广泛应用在工业、农业、交通运输业、国防工业以及其他各行各业中。
开关磁阻电机的结构优化设计研究的开题报告
开关磁阻电机的结构优化设计研究的开题报告一、题目：开关磁阻电机的结构优化设计研究二、研究背景与意义：开关磁阻电机是一种新型的电力驱动技术，能够克服传统电机在高速、大功率和高精度应用中出现的问题，具有高效、高性能、低噪音和低成本等诸多优点。
因此，开关磁阻电机的应用前景广阔，已成为电机领域研究的热点之一。
然而，开关磁阻电机作为一种新型电机，其结构设计和性能分析方面的研究仍相对较少，一些关键技术难题亟待解决。
因此，对开关磁阻电机的结构优化设计进行深入研究，可为其应用提供更可靠、更高效的技术支持，具有重要的理论和实际意义。
三、研究内容和思路：本研究将通过理论分析、数值模拟和实验研究等多种方法，深入研究开关磁阻电机结构的优化设计。
主要研究内容包括：（1）分析开关磁阻电机的结构特点和工作原理，建立电磁场模型，并对其进行数值仿真分析，以确定其结构设计的基本原则；（2）基于磁场分析和热场分析，优化开关磁阻电机的结构参数，寻求最优设计方案，并对其进行理论和数值分析；（3）利用实验平台，对设计的开关磁阻电机进行制造和测试，验证其性能，并对其实验数据进行分析和总结。
四、研究预期成果：本研究通过对开关磁阻电机的结构优化设计研究，预期可以获得以下成果：（1）深入分析开关磁阻电机的结构特点和工作原理，建立电磁场模型，并对其进行数值仿真分析，为开发该电机提供理论基础；（2）对开关磁阻电机的结构参数进行优化设计，提出一系列优化方案，并进行理论和数值分析，为其应用提供更可靠、更高效的技术支持；（3）通过实验制造和测试，验证研究所得的结构设计方案，并对实验数据进行分析和总结，为开关磁阻电机的商业化应用提供技术支持。
五、研究进度计划：本研究计划分为以下阶段：（1）阶段一：开题阶段（1个月）：对开关磁阻电机的相关文献进行深入了解和研究，确定研究方向和重点，完成开题报告和研究计划书；（2）阶段二：理论研究阶段（4个月）：分析开关磁阻电机的结构特点和工作原理，建立电磁场模型，并对其进行数值仿真分析，确定其结构设计的基本原则；（3）阶段三：结构优化设计阶段（6个月）：根据理论分析和数值仿真结果，优化开关磁阻电机的结构参数，寻求最优设计方案，并进行理论和数值分析；（4）阶段四：实验制造和测试阶段（6个月）：利用实验平台，对设计的开关磁阻电机进行制造和测试，验证其性能，并对其实验数据进行分析和总结；（5）阶段五：论文撰写阶段（2个月）：撰写论文并进行修改完善。
开关磁阻调速电动机毕业设计
开关磁阻调速电动机毕业设计目录第1章绪论 (1)1.1 开关磁阻调速电动机发展简介 (1)1.2 开关磁阻电机的特点 (2)1.3 开关磁阻调速电动机的研究动向及应用 (3)第2章开关磁阻电机的基本机构及工作原理 (6)2.1 开关磁阻电机的基本组成环节 (6)2.1.1 功率主开关器件 (7)2.1.2 功率变换拓扑电路 (7)2.1.3 控制器 (10)2.1.4 位置检测 (11)2.1.5 电流检测 (12)2.2 SR电机的工作原理 (12)第3章开关磁阻电机控制策略 (15)3.1 角度位置控制 (15)3.2电流斩波控制 (15)3.3电压PWM控制 (16)3.4单相起动方式 (17)3.5双相起动方式 (17)第4章开关磁阻电机数学模型的建立 (19)4.1 开关磁阻电机的数学模型 (19)4.1.1建立模型常用的方法 (19)4.1.2 S R电机的方程 (20)4.2 SR电机系统的线性分析 (22)4.2.1电感与转子位置角的关系分析 (22)4.2.2基于线性模型的绕组电流分析 (24)4.3电磁转矩的分析 (28)4.4转速的控制 (28)4.5基于非线性电感特性的SR电机的数学模型 (29)4.5.1 绕组非线性电感特性研究 (29)4.5.2 SR电机的非线性数学模型 (30)第5章开关磁阻电机调速系统MATLAB/SIMULINK仿真 (34)5.1 SRD调速控制策略的研究 (34)5.1.1 SR电机的运行特性 (34)5.1.2控制策略 (36)5.2 SRD的仿真研究 (37)5.2.1 逆变器模型 (38)5.2.2 SR电机模型 (38)5.2.3 SRD系统模型 (39)5.2.4 电流控制器模型 (40)5.2.5 角度控制模型 (40)5.2.6 仿真结果与分析 (41)结论 (43)参考文献 (44)致谢 (45)第1章绪论1.1 开关磁阻调速电动机发展简介开关磁阻调速电动机(The Switched Reluctance Drive, 以下简称SRD)最早可以追溯到1970年，英国Leeds大学步进电机研究小组首创一个开关磁阻电机雏形。
开关磁阻电机磁路优化设计及性能分析
１ １ 数学模 型 ．
使 用有 限元 分 析 可 以通 过 计 算 矢 量 磁 位 Ａ来 确定磁通。非线性泊松方程式为 ：
定子 外径 Ｄ ／ ｍ ４ 转子极弧 卢／（ ） ３ 。ｍ ２ 。 ０ 转 子外径 Ｄ ／ ｍ ５ ８ ｍ ２ ． 定子轭高 ｈ．ｍ ４ ６ ｏ ｍ ．６ ／
Ｍ ａ ｎｅ ｉ ｇ ｔｃ Ｃ￣ｃ ｓｇ ｔｍ ｉ ａ ｏ ａ ｒ ｏ ｍａ ｅ ｍｔＤｅ ｉ Ｏｐ ｉ ｚ ｔ ｎ ｎｄ Ｐｅ ｆ ｒ ｎｃ ｎ ｉ Ａｎａ ｙ ｉ ｏ ｗｉｃ ｄ Ｒｅｕｃ ａ ｃ ｏ ｏ ｌ ｓｓ ｆ ｒ Ｓ ｔ ｈｅ ｌ ｔ ｎ ｅ Ｍ ｔ ｒ
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收稿 日期：２ ０ ．３０ ０ ８０ ．５
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７ ・
微 电 机
式中 ， Ｒ为所考虑的 一 平面中二维元场的区域 ； Ｙ
第 一个 积分 表 示 在 区域 内储 存 的磁 能 ，第 二 个 积 分 给 出了位于 尺区域 内输入 能量 。 系统 能量 为储 存 的磁 能量 和 电 网输 入 能 量 差 值 在体 积上 的积 分 。能 量 函数 Ｆ（ 对矢 量 磁 位 Ａ Ａ）
ＧＡ Ｊｎ ｘｎ Ｏ ｉ —ｉｇ， Ｃ Ｎ Ｚ ｅ ｇ， Ｌ Ｎ Ｈｕ ＨＥ ｈ ｎ Ｉ ｉ
（ ｏｔ ｅｔ ｎＰ ｌｔ ｈ ｉａ Ｕ ｉ ｒ ｔ，Ｘ ’ １０ ２ ｈｎ ） Ｎ ｒ ｗ ｓ ｒ ｏ ｅ ｎｃ ｎｖ ｓ ｙ ｉ ｎ７ ０ ７ ，Ｃ ｉａ ｈ ｅ ｙｃ ｌ ｅｉ ａ Ａｂ ｔ ｃ ：Ｂ ｓｄｏ ｈ ｓ ／ ｏ ｗ ｔ ｅ ｌｃａｃ ｔｒ（ Ｒ ，ｔｅｍｏ ｒ ｇ ｅ ｃｃ ｃ ｉ ｓ ａ ｔ ａｅ ｎ３ｐ ａｅ６ ｐ ｌ ｓ ｉ ｈ ｄｒ ｕ ｔ ｅｍｏ ｒ ４ ｅ ｃ ｅ ｎ ｏ Ｓ Ｍ） ｈ ｔ ＇ ｍａｎｔ ｉ ｕｔ ｏｓ ｉ ｒ
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密级：内部三相6/4极开关磁阻电机转矩特性分析与优化设计Analysis and Optimal Design of Torque Characteristics of Three-phase 6/4 Pole SwitchReluctance Motor学院：电气工程学院专业班级：电气工程及其自动化1003班姓名：陈运楷指导教师：张殿海（讲师）2014年6月摘要近年来随着电力电子技术和控制技术的发展，诞生了一种新的特种电机—开关磁阻电机。
该电机具有结构简单、调速性能优良、成本低廉、可靠性高、起动转矩大、效率高等优点。
因此，被广泛应用于牵引传动、通用工业、家用电器等众多领域。
然而，由于开关磁阻电机的双凸极结构所引起的磁路非线性和饱和效应以及特殊的供电方式，与传统的电机相比存在着振动和噪声大的缺点，这就大大限制了开关磁阻电机向更多应用领域的拓展。
因此为了得到更好的开关磁阻电机的动静态性能，如何降低转矩脉动和抑制噪声已经成为今后开关磁阻电机控制系统的研究重点。
首先根据开关磁阻电机的运行机理，以三相6/4极开关磁阻电机作为分析模型，利用ANSOFT软件中的Maxwell模块完成电机的建模和分析。
其次通过修改开关磁阻电机转子极弧系数以及在转子表面开口的方法，改善电机的输出转矩特性。
结合MATLAB软件分析修改转子对平均转矩和转矩脉动的影响。
最后利用实验室自行开发的多目标优化软件对平均转矩和转矩脉动进行多次优化，经过比较后找到最佳解，得到平均转矩提高、转矩脉动下降的结果，达到优化设计的最终目的。
关键词：开关磁阻电机；转矩脉动；平均转矩；优化设计AbstractIn recent years, with the development of power electronic technology and control technology, a new motor called switch reluctance motor, which has so many advantages such as simple structure, excellent performance of speed adjustment, low cost, high reliability, and large starting torque, high efficiency was developed. Therefore, it was applied in many fields such as traction drive, general industrial, and household appliances etc.However, due to the double salient structure of switch reluctance motor which caused nonlinearity of the magnetic circuit and saturation effect as well as the special power supply pattern, compared with the traditional motor the vibration and noise is significant. This feature greatly limited the application of switch reluctance motor to more fields. Therefore, in order to achieve the better dynamic and static performance for the switch reluctance motor, how to reduce the torque ripple and noise has become the hot spot of the future research of switch reluctance motor and its control system.Firstly, according to the operating mechanism of the switch reluctance motor, a three-phase 6/4 pole switch reluctance motor is taken as the analysis model, the torque characteristics is analyzed by utilizing the ANSOFT Maxwell module.Secondly, in the optimization model, the rotor pole arc coefficient and sub-slot on the surface of rotor are taken as the design variables, the torqueripple and average torque are taken as two objective functions. The MATLAB software is applied to calculate the average torque and torque ripple from the Maxwell results.Finally, a multi-objective optimization algorithm which was developed by the laboratory is applied to find out the optimal solution. In order to determine the global optimal solution, the optimization procedure was carried out twice. From the results, the average torque and torque ripple characteristic were improved.Keywords：Switch reluctance motor; torque ripple; average torque; optimal design目录摘要 (I)A bstract........................................................................................................................ I I 第1章绪论 (1)1.1课题背景及意义 (1)1.2课题国内外研究现状及趋势 (3)1.2.1国内发展趋势 (3)1.2.2国外发展趋势 (4)1.3课题主要研究内容 (5)1.4本章小结 (6)第2章开关磁阻电机特点与设计方法 (7)2.1三相6/4极开关磁阻电机的结构与原理分析 (8)2.1.1三相6/4极开关磁阻电机的结构 (8)2.1.2三相6/4极开关磁阻电机的运行原理 (9)2.2开关磁阻电机分析与设计方法 (11)2.2.1 基于Ansoft 的开关磁阻电机有限元分析介绍 (11)2.2.2 转矩脉动、噪声和振动产生的根源 (13)2.2.3 采用的设计方法 (13)2.3本章小结 (14)第3章开关磁阻电机建模 (15)3.1创建电机几何模型 (15)3.1.1创建项目 (15)3.1.2建模过程 (16)3.2材料定义及分配 (21)3.3激励源与边界条件定义及加载 (23)3.4运动选项设置 (27)3.5求解选项参数设定 (28)3.6磁力线与磁密云图 (31)3.7外电路与有限元连接 (33)3.8本章小结 (34)第4章开关磁阻电机优化设计 (35)4.1优化与设计 (35)4.1.1多目标优化简介 (35)4.1.2响应表面的应用 (36)4.2修改转子极弧系数及结构 (37)4.3求解转矩 (38)4.4利用MATLAB求解平均转矩和转矩脉动 (41)4.5优化过程 (44)4.5.1一次优化 (45)4.5.2 二次优化 (46)4.6本章小结 (50)第5章结论 (51)参考文献 (53)致谢 (56)第1章绪论1.1课题背景及意义开关磁阻电机（Switch Reluctance Motor简称SR电机）具有结构简单、转子无绕组、无永磁体、可靠性高等特点，且有控制方式灵活、调速性能好等许多优点。
因此逐渐应用于牵引传动、通用工业、家用电器等各个领域[1]。
目前越来越多地研究开关磁阻电机在航空及汽车起动、发电机领域的应用[2]，它们对起动转矩的要求很高，特别是汽车起动和发电机。
十九世纪四十年代,开关磁阻电机的基本结构和原理现世，英国的Aberdeen和Davidson相互合作，经过漫长的研究一起设计出了开关磁阻电机的雏形[3]。
在二十世纪六七十年代，英国的Leeds(里兹)大学和Nottingham(诺丁汉)大学相继开始对开关磁阻电机进行深入研究[4]。
二十世纪八十年代，随着现代电子技术、计算机辅助设计、现代控制理论以及微机控制技术的不断进步，开关磁阻电机得到了进一步发展。
1983年，英国的TASC Drives 有限公司在世界的瞩目下研制出了世界上第一台开关磁阻电机OUITON(7.5kW，1500r/min)，并将其投放市场。
1984年，又推出了4～22kW四个规格的系列产品。
原联邦德国在1984年至1986年期间也先后完成了lkW、1.2kW、5kW样机的研制[5]。
开关磁阻电机以其调速性能好、电机结构简单、效率高、成本低、高容错性能等特点，问世不久便引起了各国电气领域的广泛关注，美国、加拿大、前南斯拉夫、埃及、土耳其等许多国家也竞相发展。
从1984年开始，我国许多著名单位开始SRM的研究、开发工作，如北京纺织机械研究所、原华中理工大学、南京航空航天大学、浙江大学等[6]。
2005年山东科汇电气公司率先在全国实现开关磁阻电机的批量化生产，2007年成立了山东省开关磁阻电机调速工程技术研究中心。
正是由于开关磁阻电机在调速范围、效率及成本方面有着比较明显的优势。
因此，正逐步应用于纺织、冶金、机械、石油、化工、航空、交通运输等行业，呈现强大的发展潜力，成为今后电机领域的研究重点。
然而，由于SR电机的双凸极结构以及特殊的供电方式，与传统的电机相比却存在着振动和噪声大的缺点，这大大限制了开关磁阻电机向更多应用领域(如家用电器等)的发展。