MATLAB模拟：无轴承开关磁阻电机全周期发电系统建模与验证

本文主要探讨了基于MATLAB的无轴承开关磁阻电机全周期发电系统的建模和仿真方法。作者庄铮、邓智泉、曹鑫、姚瑱和周芹来自南京航空航天大学自动化学院，他们利用MATLAB的Simulink模块构建了一个详细的仿真模型，用于模拟这种新型电机的工作原理和性能特性。 无轴承开关磁阻电机是一种创新设计，它通过定子绕组产生的悬浮力实现了无机械轴承的运行，从而解决了高速运行时轴承磨损的问题，提高了电机的可靠性和高速适应性。与传统开关磁阻电机相比，全周期发电系统在每个极增加了悬浮绕组，使得电机能够在同一时间既进行励磁又进行发电，显著提升了功率密度。 文章的重点在于如何在MATLAB的Simulink环境中建立这种复杂系统的数学模型，包括双凸极结构和绕组间的耦合效应。通过模拟电流波形，研究者验证了模型在无悬浮力条件下的有效性，并深入分析了悬浮绕组电流斩波限、转速对电机电压建立的影响，以及悬浮力与电流之间的动态关系。这些仿真结果为实际电机的设计和优化提供了理论依据。 作者们强调了MATLAB/Simulink作为建模工具的优势，它不仅直观易用，而且能够精确模拟各种控制策略，这对于优化电机性能和理解其行为至关重要。因此，这项研究不仅推动了无轴承开关磁阻电机技术的发展，也为电机设计领域的研究人员提供了一个实用的仿真平台。 这篇文章的核心内容涵盖了无轴承开关磁阻电机的原理、全周期发电系统的设计、MATLAB在电机建模中的应用，以及通过仿真得出的关键性能参数和趋势分析。对于对电机设计和电力电子技术感兴趣的读者来说，这是一篇富有价值的研究论文。