本文關(guān)鍵詞：開關(guān)磁阻電機間接位置檢測技術(shù)研究

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【摘要】：開關(guān)磁阻電機(Switched Reluctance Motor簡稱SRM)結(jié)構(gòu)簡單堅固,其定轉(zhuǎn)子都是凸極結(jié)構(gòu),轉(zhuǎn)子無繞組無永磁,定子上繞有集中繞組,加工工序少,周期短,成本低,特別適用于高速運行和高溫、工礦等惡劣環(huán)境。但是閉環(huán)控制中位置傳感器的引入,不僅增加了系統(tǒng)的成本和復(fù)雜性,同時降低了系統(tǒng)的可靠性和堅固性,因此SRM無位置傳感器技術(shù)日益成為各國學者關(guān)注的焦點。本文針對SRM的初始位置檢測及中高速運行分別提出相應(yīng)的位置估計算法,并且在中高速運行時針對脈沖丟失現(xiàn)象提出相應(yīng)的容錯估計算法,提高了本文提出的無位置傳感器技術(shù)方案在實際運行環(huán)境下的可靠性與魯棒性。針對SRM初始位置檢測,在分析脈沖注入法的原理基礎(chǔ)上,解析了在零轉(zhuǎn)速時轉(zhuǎn)子位置與相電感和相電流的關(guān)系,提出一種固定脈沖電流峰值,通過比較三相電流的上升時間的方法,確定SRM的初始導通相,該方法簡單直接,不需要復(fù)雜的計算過程,實用性強。通過仿真和實現(xiàn)驗證了該算法理論的正確性。針對SRM磁鏈特性的實測,建立了以d SPACE1104微處理器為核心,輔以機械分度儀等設(shè)備的磁鏈特性檢測平臺。研究了在階躍電壓法下的磁鏈實測和優(yōu)化過程,整個實測過程簡單、方便。針對由于SRM本身結(jié)構(gòu)上的特點,在最大電感位置和最小電感位置存在凸臺現(xiàn)象導致初始定位不精確的問題,提出一種基于一相對稱性的算術(shù)平均值求磁鏈的方法,提高了特征位置磁鏈的精度,為后續(xù)的無位置傳感器技術(shù)方案做好鋪墊。本文提出的基于特征位置的SRM間接位置檢測方案是采用改進型的簡化磁鏈法。針對傳統(tǒng)方案通過建立轉(zhuǎn)子位置-相電流-磁鏈幾者之間關(guān)系的三維表格,給處理器帶來較大負擔的缺陷,本文提出了一種采用改進型指數(shù)函數(shù)磁鏈建模的方法,通過性能對比分析,驗證了該磁鏈模型具有更高的精度。在分析本文所用三相12/8極SRM結(jié)構(gòu)特點的基礎(chǔ)上,提出一種以15°為特征位置的單特征點無位置傳感器技術(shù)方案。該方案原理簡單,易實現(xiàn),可以拓寬到其他不同定轉(zhuǎn)子極數(shù)配比的SRM中。同時針對實驗過程中,采用相間交錯算法時,由于單個脈沖信號丟失,造成電機停轉(zhuǎn)的現(xiàn)象,提出容錯運行方案。該方案首先將原算法改進成采用導通相自身電磁特性,通過延遲角度,確定位置信號邊沿觸發(fā)脈沖的方法,然后在此基礎(chǔ)上針對單相容錯和兩相容錯,分別提出了適用于各自情況的容錯解決方案,最后通過仿真和實驗驗證了上述理論的正確性。
【關(guān)鍵詞】：無位置傳感器技術(shù) 開關(guān)磁阻電機 容錯技術(shù) 磁鏈特性 簡化磁鏈法
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM352
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 注釋表11-12
• 第一章 緒論12-21
• 1.1 課題研究背景及意義12
• 1.2 開關(guān)磁阻電機無位置傳感器技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-19
• 1.2.1 初始位置檢測技術(shù)13-14
• 1.2.2 低速運行位置檢測技術(shù)14-16
• 1.2.3 中、高速運行位置檢測技術(shù)16-19
• 1.3 無位置傳感器關(guān)鍵技術(shù)研究19
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容19-21
• 第二章 開關(guān)磁阻電機驅(qū)動系統(tǒng)基本原理及特點21-25
• 2.1 SRD系統(tǒng)基本構(gòu)成21-23
• 2.1.1 SR電機21
• 2.1.2 功率變換器21-22
• 2.1.3 控制器22
• 2.1.4 位置傳感器22-23
• 2.2 SRM數(shù)學模型23
• 2.3 SRM基本控制方式23-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 第三章 基于脈沖注入法的開關(guān)磁阻電機初始位置檢測技術(shù)25-35
• 3.1 脈沖注入法基本原理25-27
• 3.1.1 SRM脈沖注入基本原理25-26
• 3.1.2 SRM基于相電感的分區(qū)策略26-27
• 3.2 基于時間閾值的脈沖注入法基本原理27-29
• 3.2.1 時間閾值下電流上升量確定規(guī)則28-29
• 3.3 采用時間閾值與電流閾值的對比分析29-30
• 3.4 采樣頻率引入的誤差分析30
• 3.5 仿真驗證30-33
• 3.6 實驗分析33-34
• 3.7 本章小結(jié)34-35
• 第四章 基于特征位置的開關(guān)磁阻電機間接位置檢測技術(shù)35-56
• 4.1 SRM磁鏈特性檢測35-40
• 4.1.1 SRM磁鏈特性檢測原理35-37
• 4.1.2 SRM磁鏈特性檢測平臺設(shè)計37
• 4.1.3 SRM磁鏈特性實測37-39
• 4.1.4 特征位置磁鏈優(yōu)化39-40
• 4.2 開關(guān)磁阻電機非線性建模40-43
• 4.2.1 磁鏈模型建立40-41
• 4.2.2 模型性能分析41-43
• 4.2.2.1 與傳統(tǒng)指數(shù)函數(shù)模型對比41-42
• 4.2.2.2 與反正切函數(shù)模型對比42-43
• 4.3 特征位置簡化磁鏈方案43-48
• 4.3.1 方案原理分析44
• 4.3.2 特征位置選取44-45
• 4.3.3 特征位置檢測方案選取45-47
• 4.3.4 不同特征位置對位置信號估算精度分析47-48
• 4.4 容錯分析48-49
• 4.5 仿真驗證49-51
• 4.5.1 800r/min時的仿真結(jié)果49-50
• 4.5.2 1200 r/min時的仿真結(jié)果50-51
• 4.6 實驗分析51-55
• 4.6.1 800r/min時的實驗驗證51-52
• 4.6.2 1200 r/min時的實驗驗證52-53
• 4.6.3 無位置動態(tài)運行實驗53-54
• 4.6.4 容錯控制實驗驗證54-55
• 4.7 本章小結(jié)55-56
• 第五章 全文總結(jié)與展望56-58
• 5.1 全文總結(jié)56
• 5.2 進一步研究工作的展望56-58
• 參考文獻58-63
• 致謝63-64
• 在學期間發(fā)表的論文64

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2 ，

本文編號：604628