磁齿轮啮合型双转子电机建模及控制器设计

• 作者: 任超 姚淳哲 曹家勇 王镜森
• 来源期刊: 机械传动
• 关键词: 磁啮合电机 动力学模型 PID控制 参数整定
• 年，卷（期）: 2018,（2）
• 所属期刊栏目: 开发应用
• 页码范围: 151-155,162
• 页数: 6页
• 语种: 中文
• DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2018.02.029

摘要

磁齿轮啮合双转子永磁电机将永磁电机结构与磁力齿轮结构融合,可以实现低转速大转矩输出,对于提高电机的运行效率和转矩密度开辟了崭新的思路.但是,这类元件的机电动力学建模以及高性能控制却是个亟待解决的问题.文章旨在建立磁啮合电机的机电耦合动力学解析模型,掌握控制器参数对驱动系统性能的影响规律.从电机运行原理出发,将磁啮合电机的电枢-高速转子部分等效为永磁同步电机子模型,而磁力齿轮部分等效为具有弹性相互作用的双转子动力学子模型,两部分通过高速转子转速相结合.在MATLAB/Simulink中建立了磁啮合电机数值模型,同时使用PID控制对整个系统进行调控.利用PID参数整定方法,对控制器系统的性能进行仿真和优化.仿真结果表明,虽然系统存在非线性和耦合问题,但是整定后的PID控制可以使系统对输入信号进行良好跟踪,系统能够达到较好的综合性能指标.