基于dSPACE平臺(tái)的SR電機(jī)間接位置檢測(cè)技術(shù)的研究.pdf

1、開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)(Switch Reluctance Motor,簡(jiǎn)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(jiǎn)單、可靠性強(qiáng)、效率高、成本低和調(diào)速性能好等優(yōu)點(diǎn),已廣泛應(yīng)用于牽引運(yùn)輸、家用電器、通用工業(yè)、航空工業(yè)和伺服系統(tǒng)等各個(gè)領(lǐng)域。實(shí)時(shí)而準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)子位置信息是開關(guān)磁阻電機(jī)可靠運(yùn)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(cè)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(cè)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(shí)時(shí)仿真平臺(tái)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(shí)驗(yàn)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(cè)技術(shù)的分類及各自適用范圍。針對(duì)中低速運(yùn)行工況,本文提出了一種新型電流波形觀測(cè)法的間接位置檢測(cè)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(shí),該方案也適用于判

3、斷轉(zhuǎn)子初始導(dǎo)通相,實(shí)現(xiàn)了在靜止條件下SR電機(jī)的自起動(dòng)控制。隨著轉(zhuǎn)速的提高,運(yùn)動(dòng)電動(dòng)勢(shì)對(duì)位置檢測(cè)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(hào)特征以及SR電機(jī)結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性,只需通過檢測(cè)轉(zhuǎn)子的某個(gè)參考位置就可解算出轉(zhuǎn)子位置信號(hào)。在改進(jìn)型磁鏈法的實(shí)現(xiàn)方案中,本文還采用了一種簡(jiǎn)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?；贛ATLAB/

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(cè)模型,仿真結(jié)果驗(yàn)證了該算法可以較好地實(shí)現(xiàn)SR電機(jī)在全速范圍內(nèi)的無位置控制。
　　 最后,設(shè)計(jì)了基于dSPACE平臺(tái)的開關(guān)磁阻電機(jī)無位置檢測(cè)系統(tǒng),對(duì)象為一臺(tái)12/8的開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)樣機(jī),包括硬件電路設(shè)計(jì)及軟件實(shí)現(xiàn),并介紹了dSPACE實(shí)時(shí)平臺(tái)的軟硬件環(huán)境,包括硬件DS1104以及實(shí)驗(yàn)測(cè)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(diǎn)。在實(shí)