SR電機(jī)相間互感特性及間接位置檢測的研究.pdf

1、　　SR電機(jī)具有結(jié)構(gòu)堅固、加工工藝簡單、運(yùn)行可靠、維護(hù)量小、控制方式簡單等優(yōu)點(diǎn)，可用于高溫、甚至強(qiáng)振動等惡劣環(huán)境中。其功率變換器不會出現(xiàn)普通逆變電路中上、下橋臂直通的現(xiàn)象，進(jìn)一步提高了SR電機(jī)運(yùn)動控制系統(tǒng)的可靠性。在SR電機(jī)運(yùn)動控制系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)子位置是電機(jī)閉環(huán)運(yùn)行的必要條件，這也是區(qū)別于開環(huán)運(yùn)行的步進(jìn)電機(jī)的主要方面。轉(zhuǎn)子位置檢測對于SR電機(jī)達(dá)到預(yù)定性能指標(biāo)有十分重要的意義。傳統(tǒng)SR電機(jī)運(yùn)動控制系統(tǒng)中，位置傳感器的存在使電機(jī)加工工藝變得復(fù)雜

2、，增加了成本，同時降低了整個系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。本文在分析 SR 電機(jī)的相間互感和轉(zhuǎn)子位置關(guān)系的基礎(chǔ)上，提出了轉(zhuǎn)子位置間接檢測的新方法。
　　首先采用有限元方法建立了8/6結(jié)構(gòu)SR電機(jī)的二維模型，在單相勵磁和雙相勵磁模式下，分析了SR電機(jī)各相間互感和轉(zhuǎn)子位置的關(guān)系。實測一臺2.2kW的SR樣機(jī)互感值和轉(zhuǎn)子位置的關(guān)系，驗證了有限元仿真結(jié)果的正確性。提出了利用低壓、高頻脈沖信號注入法來實現(xiàn)轉(zhuǎn)子初始位置的檢測方法。
　　本文將非

3、勵磁相的相電感等效成RL串聯(lián)，再與C并聯(lián)的RLC電路，分析了在H橋型功率結(jié)構(gòu)下 SR 電機(jī)雙相勵磁、電壓斬波控制模式下的非勵磁相的互感電動勢波形，提出了電機(jī)雙相勵磁運(yùn)行時的轉(zhuǎn)子位置檢測的兩種方法：一種是通過檢測非勵磁相互感電動勢峰值的大小判斷轉(zhuǎn)子位置；另一方法是計算RLC電路自然振蕩角頻率得到轉(zhuǎn)子位置。
　　其次，本文采用模糊推理的方法，以各相電流和控制器指定的換相角度作為模糊控制器的輸入，以被測相互感電動勢的估計值作為輸出，通

4、過與實際互感電動勢峰值的比較判斷轉(zhuǎn)子是否到達(dá)指定位置。通過遺傳算法對模糊推理規(guī)則及各變量的隸屬度函數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。在電機(jī)運(yùn)行時，控制器實時測量各相電流值，經(jīng)過查表得到互感電動勢的估計值。此估計值和實際被測相的互感電動勢相比較得到轉(zhuǎn)子位置，實現(xiàn)了 SR 電機(jī)在高速時的角度位置控制。
　　最后，本文利用前述的SR電機(jī)有限元分析的非線性結(jié)果，在Matlab/Simulink環(huán)境下搭建了 SR 電機(jī)運(yùn)動控制系統(tǒng)的仿真模型，并驗證了模型的準(zhǔn)