開關(guān)磁阻電機(jī)無預(yù)設(shè)參數(shù)無位置傳感器控制與在線磁鏈曲線校正.pdf

1、開關(guān)磁阻電機(jī)是一種新型交流調(diào)速系統(tǒng)，它具有結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，造價低廉等優(yōu)點(diǎn)，并且在寬廣的調(diào)速范圍內(nèi)具有較高的效率，受到越來越多的關(guān)注。
　　 開關(guān)磁阻電機(jī)運(yùn)行時，需要位置傳感器實(shí)時提供位置信息以保持電機(jī)同步。而位置傳感器增加了成本，降低了系統(tǒng)可靠性并增大了產(chǎn)品的體積。通過檢測電機(jī)電壓、電流等信號間接獲得位置信息的無位置傳感器控制技術(shù)是開關(guān)磁阻電機(jī)的重要研究方向。現(xiàn)有的無位置傳感器控制方法依賴于電機(jī)預(yù)設(shè)參數(shù)模型，而在應(yīng)用中，電機(jī)

2、的電磁特性也將發(fā)生變化，進(jìn)而導(dǎo)致算法誤差增加甚至失效。限制了無位置傳感器控制技術(shù)在實(shí)際工程中的應(yīng)用。為此，本文提出了寬速度范圍無預(yù)設(shè)電磁參數(shù)無位置傳感器控制策略，對控制方法進(jìn)行了深入研究。針對電機(jī)起動，提出了一種基于自舉電路的初始位置檢測方法。該方法通過檢測自舉電路充電過程中電流峰值所對應(yīng)的時間來計算相繞組當(dāng)前位置的不飽和電感，根據(jù)各相電感與電機(jī)電感曲線固有的幾何關(guān)系獲得精確的轉(zhuǎn)子初始位置。對于電機(jī)低速和高速運(yùn)行，提出了一種快速的開關(guān)磁

3、阻電機(jī)在線磁鏈測量方法。該方法首先將電機(jī)旋轉(zhuǎn)至對齊位置，然后向電機(jī)所有相同時注入脈沖電流，利用脈沖響應(yīng)以及二階傅立葉級數(shù)磁鏈模型獲得電機(jī)不同電流不同角度下的磁鏈。利用在線獲得的磁鏈曲線族，基于磁鏈/電流無位置傳感器控制方法，實(shí)現(xiàn)了開關(guān)磁阻電機(jī)在沒有任何預(yù)設(shè)參數(shù)條件下從低速到高速的無位置傳感器運(yùn)行。
　　 在電機(jī)產(chǎn)品生產(chǎn)過程中常常會出現(xiàn)轉(zhuǎn)子偏心的問題。由于開關(guān)磁阻電機(jī)氣隙長度較小，轉(zhuǎn)子偏心將對電機(jī)控制和運(yùn)行性能產(chǎn)生嚴(yán)重影響。檢測轉(zhuǎn)

4、子偏心對磁鏈曲線的影響是解決該問題的基礎(chǔ)。本文提出了一種考慮轉(zhuǎn)子偏心的在線磁鏈曲線校正方法。該方法利用實(shí)際測量磁鏈和估計磁鏈的偏差，對預(yù)先設(shè)置的二階傅立葉級數(shù)磁鏈模型的幅值和角度進(jìn)行修正，得到每一相對應(yīng)不同轉(zhuǎn)子極時所對應(yīng)的磁鏈曲線。利用該方法，不僅可以有效提高開關(guān)磁阻電機(jī)控制算法的控制性能，而且可以構(gòu)建實(shí)時的轉(zhuǎn)子偏心故障診斷算法。
　　 最后，本文構(gòu)建了實(shí)驗(yàn)軟硬件平臺，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了以上各方法的有效性和正確性。通過仿真等手段分析