基于dSPACE平臺的SR電機(jī)間接位置檢測技術(shù)的研究.pdf

1、開關(guān)磁阻電動機(jī)(Switch Reluctance Motor,簡稱SRM)作為一種新型的機(jī)電一體化調(diào)速電機(jī),具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性強(qiáng)、效率高、成本低和調(diào)速性能好等優(yōu)點,已廣泛應(yīng)用于牽引運輸、家用電器、通用工業(yè)、航空工業(yè)和伺服系統(tǒng)等各個領(lǐng)域。實時而準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)子位置信息是開關(guān)磁阻電機(jī)可靠運行的必要前提,但位置傳感器的引入不僅增加了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,也增加了系統(tǒng)成本和潛在的不穩(wěn)定性,因此研究開關(guān)磁阻電機(jī)的間接檢測技術(shù)就顯得很有必要。本課題選用一

2、種新型電流波形觀測法和改進(jìn)型磁鏈法相結(jié)合的新型控制方案,開發(fā)了一套基于dSPACE實時仿真平臺的開關(guān)磁阻電機(jī)無位置控制調(diào)速系統(tǒng),并進(jìn)行了理論研究和實驗探索。
　　 本文首先回顧開關(guān)磁阻電機(jī)的發(fā)展歷程,介紹了SR電機(jī)的工作原理,綜述了SR電機(jī)傳統(tǒng)間接位置檢測技術(shù)的分類及各自適用范圍。針對中低速運行工況,本文提出了一種新型電流波形觀測法的間接位置檢測方案,并結(jié)合各相電感變化的自然幾何特性獲得離散的轉(zhuǎn)子位置信息。同時,該方案也適用于判

3、斷轉(zhuǎn)子初始導(dǎo)通相,實現(xiàn)了在靜止條件下SR電機(jī)的自起動控制。隨著轉(zhuǎn)速的提高,運動電動勢對位置檢測帶來的誤差將不能忽略,因此本文在高速階段采用了一種改進(jìn)型電流磁鏈法。該磁鏈法利用開關(guān)磁阻電機(jī)的位置信號特征以及SR電機(jī)結(jié)構(gòu)的對稱性,只需通過檢測轉(zhuǎn)子的某個參考位置就可解算出轉(zhuǎn)子位置信號。在改進(jìn)型磁鏈法的實現(xiàn)方案中,本文還采用了一種簡化磁鏈解析模型,該模型利用傅立葉分解和反正切函數(shù)擬合,較精確地表達(dá)了磁鏈-電流-位置之間的關(guān)系。基于MATLAB/

4、SIMULINK工具軟件,本文建立了基于上述方案的SRD間接位置檢測模型,仿真結(jié)果驗證了該算法可以較好地實現(xiàn)SR電機(jī)在全速范圍內(nèi)的無位置控制。
　　 最后,設(shè)計了基于dSPACE平臺的開關(guān)磁阻電機(jī)無位置檢測系統(tǒng),對象為一臺12/8的開關(guān)磁阻電動機(jī)樣機(jī),包括硬件電路設(shè)計及軟件實現(xiàn),并介紹了dSPACE實時平臺的軟硬件環(huán)境,包括硬件DS1104以及實驗測試軟件ControlDesk,闡述了基于dSPACE進(jìn)行控制系統(tǒng)開發(fā)的優(yōu)點。在實