開關(guān)磁阻電機全速度范圍無位置傳感器控制系統(tǒng)研究與設計.pdf

1、開關(guān)磁阻電機(SRM)具有結(jié)構(gòu)簡單、控制靈活、容錯能力強等諸多優(yōu)點,而開關(guān)磁阻電機驅(qū)動系統(tǒng)(SRD)更是融合了交直流兩大調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)點,現(xiàn)已廣泛應用于礦山開采、航空、電動車驅(qū)動、機床設備等諸多工業(yè)領域。而用于檢測轉(zhuǎn)子位置信息的位置傳感器給SRD帶來了系統(tǒng)可靠性降低、安裝調(diào)試不便、成本和復雜度增加等不利影響,成為SRM推廣普及的瓶頸,因此,SRM無位置傳感器控制技術(shù)研究具有極為重要的工程實用意義。本文針對SRM啟動及高低速驅(qū)動運行不同工作

2、狀態(tài),研究了一種基于復平面電感模型無位置控制方案。
　　本文首先對國內(nèi)外在SRM啟動及驅(qū)動運行不同工作狀態(tài)下轉(zhuǎn)子位置檢測技術(shù)的研究成果進行了總結(jié),介紹了SRM工作原理、基礎數(shù)學方程及數(shù)學模型,討論了常用的控制策略和運行特性。
　　之后,本文采用了JMAG有限元和半周期激勵兩種方法對18.5kW實驗樣機進行了磁鏈特性曲線獲取,給出了兩種方法的磁鏈獲取原理及步驟,并通過了JMAG軟件對18.5kW SRM的磁通密度和磁場強度進行

3、了三維有限元仿真分析,此外,文章還對以上兩種磁鏈獲取方法得到的18.5kW樣機磁鏈結(jié)果進行了分析。
　　再次,本文針對SRM啟動、低速及高速驅(qū)動運行狀態(tài)下轉(zhuǎn)子位置檢測問題,提出了一種基于復平面電感模型的全速度范圍無位置傳感器控制方案。文章從復平面電感模型與轉(zhuǎn)子角度之間存在的函數(shù)關(guān)系入手對角度估計的原理進行了說明,并給出了利用SRM磁鏈特性求解復平面電感模型三項系數(shù)的方法,進一步分析了不同扇區(qū)內(nèi)角度估計的誤差。在此基礎之上,詳細闡述

4、了啟動和低速驅(qū)動運行三相電感及高速驅(qū)動運行參考相電感獲取方法,給出了各狀態(tài)下參考相選擇規(guī)律,分析了電感飽和效應對低速驅(qū)動運行時轉(zhuǎn)子角度估計的影響,并采取了三項系數(shù)補償措施以消除影響。通過MATLAB仿真對不同工作狀態(tài)下轉(zhuǎn)子位置檢測方法的可行性進行了驗證。此外,本文還給出了從啟動、低速到高速驅(qū)動運行全速度范圍無位置傳感器控制方案,并對方案中的高低速無位置算法的切換策略進行了可行性仿真驗證。
　　最后,本文介紹了無位置傳感器實驗平臺的