開關磁阻電機無位置傳感器起動和低速算法的研究.pdf

1、開關磁阻電機（簡稱SRM）以其結(jié)構(gòu)簡單、體積小、效率高、調(diào)速范圍廣等優(yōu)點在許多領域內(nèi)得以廣泛關注和應用。對于開關磁阻電機驅(qū)動系統(tǒng)而言，實時準確的位置信息是其可靠運行的重要保證。目前大多數(shù)開關磁阻電機采用光電傳感器、磁敏傳感器、旋轉(zhuǎn)變壓器等軸位置傳感器獲取轉(zhuǎn)子的實時位置信息，不僅增加了電機結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)的成本和復雜性，在一些特殊工作條件下（如油污、高溫、粉塵等），其可靠性也不能得到保證。因此直接利用繞組的電流、電壓獲取電機轉(zhuǎn)子位置信息，研

2、究高效率、低成本、高可靠性的無位置傳感器技術具有重要的意義。
　　本文首先介紹了開關磁阻電機的理論基礎、運行原理和傳統(tǒng)數(shù)學模型。根據(jù)開關磁阻電機的電壓方程和起動時各參數(shù)的特點，提出了一種基于注入脈沖的無位置傳感器控制算法。起動前對電機三相繞組注入短時電壓脈沖，根據(jù)響應電流和繞組電感的關系，確定初始導通相。一相導通時，非導通相繼續(xù)保持電壓脈沖的注入，通過比較非導通相的響應電流，確定電機的換相點，實現(xiàn)電機三相輪流導通，從而完成電機的起

3、動過程。在此基礎上，增設閥值比較環(huán)節(jié)，消除了電感下降區(qū)的誤導通信號，從而避免了負轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生。仿真與實驗結(jié)果表明，該方法可以實現(xiàn)三相開關磁阻電機的無位置傳感器起動，使電機從靜止達到一定轉(zhuǎn)速，從而驗證了所提方案的可行性。
　　然后，研究了一種基于注入脈沖的電流雙閥值的低速運行時的無位置傳感器技術。在電機低速運行過程中，利用非導通相響應電流幅值包絡線之間的關系設定閥值，結(jié)合設定的電流閥值實現(xiàn)換相，無需解算轉(zhuǎn)子的實時角度，控制算法簡單。仿

4、真和實驗驗證了其可行性。
　　最后，提出了一種開關磁阻電機在非對稱電感條件下的無位置起動方法。對于實際的開關磁阻電機而言，機械加工難以保證各相繞組電感特性的完全對稱性，這樣將導致無位置算法起動遲滯或反轉(zhuǎn)。本文基于對稱電感分區(qū)的注入脈沖的起動方法，深入分析了非對稱電感特性，提出了非對稱電感條件下的修正算法。仿真結(jié)果表明，該方法可以消除不對稱電感在分區(qū)起動方法中的判斷失誤，避免了起動遲滯或反轉(zhuǎn)。
　　文章采用MATLAB軟件作為