開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)無位置傳感器控制技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、與傳統(tǒng)交直流電動(dòng)機(jī)相比，開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)（SR電動(dòng)機(jī)）具有結(jié)構(gòu)簡單堅(jiān)固、效率高、調(diào)速范圍寬、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大等許多優(yōu)點(diǎn)，有利于提高應(yīng)用系統(tǒng)的整體性能，在混合動(dòng)力電動(dòng)車（HEV）、風(fēng)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(duì)SR電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制的基礎(chǔ)，傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)方法使用軸位置傳感器，具有安裝調(diào)試?yán)щy、影響電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)、受使用環(huán)境（高溫、灰塵、腐蝕等）限制等缺點(diǎn)。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(cè)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，也是當(dāng)前國內(nèi)外學(xué)術(shù)界研究的一個(gè)熱點(diǎn)課題。
　　 本文圍繞SR電動(dòng)機(jī)的無位置傳感器控制問題開展研究，在建立SR電動(dòng)機(jī)新型高精度磁鏈模型的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了基于模型的滑模位置觀測(cè)器，研究了無位置傳感器情況下的無反轉(zhuǎn)起動(dòng)方法和運(yùn)行控制技術(shù)，設(shè)計(jì)了無位置傳感器控制專用集成電路，實(shí)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(duì)SR電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)動(dòng)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(jì)算開銷小，模型的誤差平方和平均值則分別是改進(jìn)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(jì)了滑模位置觀測(cè)器，研究了SR電動(dòng)機(jī)控制模式、觀測(cè)器初值誤差、測(cè)量噪聲等因素對(duì)位置觀測(cè)精度的影響。（3）研究了無位置傳感器SR電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)問題，在脈沖電壓注入法的基礎(chǔ)上，提出了一種魯棒性強(qiáng)的無反轉(zhuǎn)起動(dòng)

4、方法，有效降低了轉(zhuǎn)子初始位置和測(cè)量噪聲對(duì)起動(dòng)相判斷的影響。（4）研究了無位置傳感器SR電動(dòng)機(jī)的控制方式，包括控制器故障及其檢測(cè)方法和保護(hù)技術(shù)等，并設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了國內(nèi)首款SR電動(dòng)機(jī)控制專用集成電路。（5）設(shè)計(jì)了完整的無位置傳感器SR電動(dòng)機(jī)新型控制方案，建立了SR電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（SRD）硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了SR電動(dòng)機(jī)無位置傳感器控制。
　　 研究結(jié)果表明，本文所建SR電動(dòng)機(jī)模型的精度高，計(jì)算開銷??；所設(shè)計(jì)的滑模位置觀測(cè)器的位置解算誤差小