本文關(guān)鍵詞：開關(guān)磁阻電機(jī)位置傳感器故障診斷與低速無位置傳感器方法研究

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【摘要】：開關(guān)磁阻電機(jī)(Switched Reluctance Motor,SRM)具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、控制靈活、調(diào)速性能好、容錯(cuò)性能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),吸引了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注,目前已成功應(yīng)用于航空航天、電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)、家用電器、工業(yè)應(yīng)用等眾多領(lǐng)域中。開關(guān)磁阻電機(jī)的運(yùn)行需要實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)子位置信息,但是傳統(tǒng)的光電、磁敏等硬件位置傳感器通常和電機(jī)本體裝配在一起,不僅增加了成本和體積,而且當(dāng)電機(jī)工作在高溫、潮濕、多粉塵等惡劣環(huán)境下時(shí),位置傳感器容易發(fā)生故障。因此,研究位置傳感器的故障診斷和容錯(cuò)控制,以及無位置傳感器技術(shù),將有助于提高開關(guān)磁阻電機(jī)的應(yīng)用潛力。本文通過分析開關(guān)磁阻電機(jī)方波位置信號(hào),提出一種基于邊沿時(shí)刻預(yù)測的位置信號(hào)故障診斷方法。該方法利用相鄰三個(gè)邊沿時(shí)刻預(yù)測第四個(gè)邊沿時(shí)刻,與實(shí)際邊沿時(shí)刻進(jìn)行對比,來判斷位置傳感器是否故障。該算法能夠準(zhǔn)確診斷故障恢復(fù)后位置信號(hào)是否正常。能獨(dú)立診斷各相位置信號(hào),且能適用于電機(jī)加減速頻繁的應(yīng)用場合,并可以推廣應(yīng)用到其他具有矩形波式位置信號(hào)的電機(jī)的故障診斷故障診斷。同時(shí)針對傳感器的故障,提出了相應(yīng)的故障容錯(cuò)控制方法。最后通過仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方法的正確性和可靠性。當(dāng)所有位置傳感器都發(fā)生故障時(shí),則無法再獲得位置信號(hào),因此本文研究了基于高頻正弦信號(hào)注入的無位置傳感器方法,推導(dǎo)了注入高頻信號(hào)模型,以及位置估算的方法,通過濾波和一系列的坐標(biāo)變換,得到實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)子位置,并通過實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了該方法的低速無位置傳感器運(yùn)行。針對高頻信號(hào)注入方法的一些局限性,本文還研究了基于PWM控制的低速無位置傳感器方法。即利用可以等效為高頻正弦信號(hào)注入的PWM信號(hào)作為驅(qū)動(dòng)信號(hào)來控制電機(jī)運(yùn)行。介紹了該P(yáng)WM信號(hào)的產(chǎn)生并通過頻譜分析說明了其等效原理,引入了移相相減的方法來簡化位置信息的解算過程,并保證了位置估算精度,最后通過仿真和實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了該方法的可行性。
【關(guān)鍵詞】：開關(guān)磁阻電機(jī) 位置傳感器故障診斷 無位置傳感器 高頻信號(hào)注入 PWM控制
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM352
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 注釋表10-11
• 縮略詞11-12
• 第一章 緒論12-22
• 1.1 課題研究背景和意義12-13
• 1.2 位置信號(hào)故障診斷概述13-14
• 1.3 SRM無位置傳感器技術(shù)概述14-20
• 1.4 本文研究意義和內(nèi)容安排20-22
• 第二章 開關(guān)磁阻電機(jī)位置信號(hào)故障診斷與容錯(cuò)控制22-35
• 2.1 位置信號(hào)故障概述22-24
• 2.1.1 開關(guān)磁阻電機(jī)位置信號(hào)22-23
• 2.1.2 位置信號(hào)故障類型23-24
• 2.2 位置信號(hào)故障診斷與容錯(cuò)控制24-28
• 2.2.1 位置信號(hào)的故障診斷方法24-27
• 2.2.2 診斷方法的通用性27-28
• 2.2.3 容錯(cuò)控制28
• 2.3 位置信號(hào)故障恢復(fù)診斷28-30
• 2.4 仿真與實(shí)驗(yàn)30-34
• 2.4.1 仿真驗(yàn)證30-31
• 2.4.2 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證31-34
• 2.5 本章小結(jié)34-35
• 第三章 基于高頻正弦信號(hào)注入的無位置傳感器控制算法35-44
• 3.1 開關(guān)磁阻電機(jī)高頻信號(hào)注入法的理論研究35-38
• 3.1.1 高頻信號(hào)注入模型35-36
• 3.1.2 位置解算方法推導(dǎo)36-38
• 3.2 仿真分析38-41
• 3.3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證41-43
• 3.4 本章小結(jié)43-44
• 第四章 基于PWM控制的開關(guān)磁阻電機(jī)無位置控制算法44-54
• 4.1 基于PWM控制的高頻注入44-45
• 4.2 基于高頻信號(hào)的無位置算法45-48
• 4.2.1 開關(guān)磁阻電機(jī)小信號(hào)模型45-46
• 4.2.2 位置估計(jì)策略46-47
• 4.2.3 角度估計(jì)誤差分析47-48
• 4.3 仿真分析48-50
• 4.4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證50-52
• 4.5 本章小結(jié)52-54
• 第五章 總結(jié)與展望54-56
• 5.1 全文總結(jié)54
• 5.2 工作展望54-56
• 參考文獻(xiàn)56-60
• 致謝60-62
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文62-63

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