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

1、開關(guān)磁阻電機(jī)(SRM)具有結(jié)構(gòu)簡單、控制靈活、容錯能力強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn),而開關(guān)磁阻電機(jī)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(diǎn),現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于礦山開采、航空、電動車驅(qū)動、機(jī)床設(shè)備等諸多工業(yè)領(lǐng)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(fù)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(shí)用意義。本文針對SRM啟動及高低速驅(qū)動運(yùn)行不同工作

2、狀態(tài),研究了一種基于復(fù)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(yùn)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(jìn)行了總結(jié),介紹了SRM工作原理、基礎(chǔ)數(shù)學(xué)方程及數(shù)學(xué)模型,討論了常用的控制策略和運(yùn)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(shí)驗(yàn)樣機(jī)進(jìn)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(qiáng)度進(jìn)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(jī)磁鏈結(jié)果進(jìn)行了分析。
　　再次,本文針對SRM啟動、低速及高速驅(qū)動運(yùn)行狀態(tài)下轉(zhuǎn)子位置檢測問題,提出了一種基于復(fù)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(fù)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(jìn)行了說明,并給出了利用SRM磁鏈特性求解復(fù)平面電感模型三項(xiàng)系數(shù)的方法,進(jìn)一步分析了不同扇區(qū)內(nèi)角度估計的誤差。在此基礎(chǔ)之上,詳細(xì)闡述

4、了啟動和低速驅(qū)動運(yùn)行三相電感及高速驅(qū)動運(yùn)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(yīng)對低速驅(qū)動運(yùn)行時轉(zhuǎn)子角度估計的影響,并采取了三項(xiàng)系數(shù)補(bǔ)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(jìn)行了驗(yàn)證。此外,本文還給出了從啟動、低速到高速驅(qū)動運(yùn)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(jìn)行了可行性仿真驗(yàn)證。
　　最后,本文介紹了無位置傳感器實(shí)驗(yàn)平臺的