按键磁阻线型电机的构架和模拟

为弄清

LSRM 电动机内部的基本电磁关系和基本特性，实用上，可从简化的线性模型

入手进行分析［

3］。忽略磁通的边缘效应和磁路的非线性，且铁芯磁导率，且初级绕组电

感

L 与绕组电流无关，因此电感 L 可简化为初次、极相对位置的分段线性函数，称为理想线

性模型，如示。

不饱和时相绕组电感曲线（

1）电动机一相的

电动

 

     1      

势平衡方程式：（

2）式中 R 绕组

相电阻，即：（

3）由于磁共能基电动机运行时，动子的机械运动方程：（ 5）式（5）中

M 为动子质量，f 为摩擦系数，FI 为负载力。

Simulink 下 LSRM 系统模型的实现 Simulink 下根据线性模型建立的 4 相 8／6 结构的

LSRM 系统线性仿真结构图如所示。将式（2）、（3）结合起来，可得电机一相电压平衡方
程为：（

6）变形即得：（7）为了使式（7）能在 Simulink 下解算，使用回送的参数，如

当前动子位置，以及上一采样

LSRM 系统整体仿真结构周期的电流值，由 LSRM 的线性模

型，即式（

1）得到相电感及相电感对位置的偏导，用 MATLAB－Function 编写相应程序，

求得当前各相电感及电感变化率，从而根据式（

7）搭建起计算相电流的模型。

根据各相电流和当前动子位置，分别计算各相的瞬时转矩，并求和即得到电机总的瞬

时电磁转矩。再经过

LSRM 的传递函数，则根据式（5）计算出动子运动速度 V，LSRM 各

部分模型框图建好后，可以通过封装的形式给出，只要点击各模块，其中的参数就可方便
地修改。

电压根据

CCC 的控制原理，由 PID 控制负载为 3N 时一相电流仿真波形负载为 3N 时

四相电磁力仿真波形负载为

9N 时一相电流仿真波形负载为 9N 时四相电磁力仿真波形器给

出参考电流，在开通和关断位置之间用一个滞环比较器来控制主开关器件的开通和关断，
保证电流在给定的上下限之间，在

MATLAB－Simulink 里可以用 MATLAB－Function 方便

的实现。

从上可以看到，电压和电流模块都以子系统的形式给出，在这种整体模型本身较大的

情况下，这样不但可以简化模型，而且使得模型整体上层次清楚［

4］，便于检查与修改。

仿真结果仿真样机为

4 相 8／6 结构，动初级开关磁阻直线电机，仿真模型参数设置

如下

100w；额定速度 0.5m／s；每相绕组端电压 v；相绕组的最大电流；如、5 为负载为 3N

时系统的相电流和四相电磁力仿真波形。如、

7 为负载 9N 为时系统的相电流和四相电磁力仿

真波形。