開關(guān)磁阻電動機無位置傳感器控制技術(shù)研究與實現(xiàn).pdf

1、與傳統(tǒng)交直流電動機相比，開關(guān)磁阻電動機（SR電動機）具有結(jié)構(gòu)簡單堅固、效率高、調(diào)速范圍寬、起動轉(zhuǎn)矩大等許多優(yōu)點，有利于提高應(yīng)用系統(tǒng)的整體性能，在混合動力電動車（HEV）、風能發(fā)電、家用電器、礦井、航空器等諸多領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。轉(zhuǎn)子位置信息是對SR電動機進行控制的基礎(chǔ)，傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)子位置檢測方法使用軸位置傳感器，具有安裝調(diào)試困難、影響電動機結(jié)構(gòu)、受使用環(huán)境（高溫、灰塵、腐蝕等）限制等缺點。使用無位置傳感器技術(shù)取代傳統(tǒng)的軸位置傳感器，是轉(zhuǎn)

2、子位置檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢，也是當前國內(nèi)外學術(shù)界研究的一個熱點課題。
　　 本文圍繞SR電動機的無位置傳感器控制問題開展研究，在建立SR電動機新型高精度磁鏈模型的基礎(chǔ)上，設(shè)計了基于模型的滑模位置觀測器，研究了無位置傳感器情況下的無反轉(zhuǎn)起動方法和運行控制技術(shù)，設(shè)計了無位置傳感器控制專用集成電路，實現(xiàn)了新型無位置傳感器控制系統(tǒng)。主要研究內(nèi)容有：（1）針對SR電動機現(xiàn)有模型的不足，使用曲線擬合的方法，提出了一種新的磁鏈模型，在Matla

3、b/Simulink下建立了相應(yīng)SR電動機動態(tài)仿真系統(tǒng)。理論分析和仿真結(jié)果表明，所建模型的計算開銷小，模型的誤差平方和平均值則分別是改進的Spong模型和Xue模型的9.620％和82.555％。（2）基于新建磁鏈模型，根據(jù)變結(jié)構(gòu)控制理論設(shè)計了滑模位置觀測器，研究了SR電動機控制模式、觀測器初值誤差、測量噪聲等因素對位置觀測精度的影響。（3）研究了無位置傳感器SR電動機的起動問題，在脈沖電壓注入法的基礎(chǔ)上，提出了一種魯棒性強的無反轉(zhuǎn)起動

4、方法，有效降低了轉(zhuǎn)子初始位置和測量噪聲對起動相判斷的影響。（4）研究了無位置傳感器SR電動機的控制方式，包括控制器故障及其檢測方法和保護技術(shù)等，并設(shè)計實現(xiàn)了國內(nèi)首款SR電動機控制專用集成電路。（5）設(shè)計了完整的無位置傳感器SR電動機新型控制方案，建立了SR電動機驅(qū)動系統(tǒng)（SRD）硬件實驗平臺，實現(xiàn)了SR電動機無位置傳感器控制。
　　 研究結(jié)果表明，本文所建SR電動機模型的精度高，計算開銷??；所設(shè)計的滑模位置觀測器的位置解算誤差小