基于信號(hào)注入的同步電機(jī)轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)技術(shù)研究.pdf

1、伴隨著生產(chǎn)技術(shù)的迅猛發(fā)展,各行業(yè)中對(duì)電氣傳動(dòng)性能的要求逐漸提高。電勵(lì)磁同步電機(jī)以其較高的功率因數(shù)、較大的弱磁比和較高的控制精度等優(yōu)點(diǎn)被應(yīng)用于諸多場(chǎng)合。為實(shí)現(xiàn)對(duì)電勵(lì)磁同步電機(jī)的精確控制,需要實(shí)時(shí)獲取轉(zhuǎn)子位置信息。然而傳統(tǒng)的機(jī)械式傳感器在實(shí)際應(yīng)用中存在諸多不利因素,這就使得無傳感器轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)技術(shù)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　分析比較現(xiàn)有各種無傳感器檢測(cè)方法后,本文采取信號(hào)注入法,并結(jié)合鎖相環(huán)技術(shù)來檢測(cè)電勵(lì)磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置。受目前大功

2、率電勵(lì)磁同步電機(jī)應(yīng)用場(chǎng)合多采用半控型功率開關(guān)器件晶閘管的限制,本課題采取在勵(lì)磁中注入高頻電流信號(hào)方式進(jìn)行轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)。
　　本文首先建立電勵(lì)磁同步電機(jī)在靜止及旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,并在此基礎(chǔ)上分析出基于轉(zhuǎn)子高頻信號(hào)注入的位置檢測(cè)原理,給出了具體公式,進(jìn)一步分析了勵(lì)磁阻尼繞組對(duì)此檢測(cè)方法的影響。其次介紹了鎖相環(huán)的基本結(jié)構(gòu)和原理,建立了鎖相環(huán)數(shù)學(xué)模型,研究提出基于dq變換的同步電機(jī)轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)鎖相環(huán)原理,并對(duì)此鎖相環(huán)建模分析其穩(wěn)定性

3、及穩(wěn)態(tài)誤差,進(jìn)而在標(biāo)準(zhǔn)狀況及考慮采樣保持環(huán)節(jié)下對(duì)鎖相環(huán)進(jìn)行了參數(shù)設(shè)計(jì)。然后分析了切合實(shí)際應(yīng)用的信號(hào)注入方法,以及針對(duì)不同電機(jī)信號(hào)注入?yún)?shù)的具體選取方法,并在理論上分析電機(jī)注入信號(hào)對(duì)其轉(zhuǎn)矩的影響。最后設(shè)計(jì)搭建了基于同步電機(jī)自控變頻啟動(dòng)的轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)試驗(yàn)平臺(tái),包括主電路、信號(hào)調(diào)理、輔助和驅(qū)動(dòng)濾波電路等的設(shè)計(jì),并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　實(shí)驗(yàn)部分,首先在MATLAB中搭建模型進(jìn)行仿真驗(yàn)證,此方法在靜止及低速時(shí)檢測(cè)效果良好,并可應(yīng)用于同步電機(jī)