開關(guān)磁阻電機(jī)無(wú)位置傳感器起動(dòng)和低速算法的研究.pdf

1、開關(guān)磁阻電機(jī)（簡(jiǎn)稱SRM）以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、效率高、調(diào)速范圍廣等優(yōu)點(diǎn)在許多領(lǐng)域內(nèi)得以廣泛關(guān)注和應(yīng)用。對(duì)于開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)而言，實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的位置信息是其可靠運(yùn)行的重要保證。目前大多數(shù)開關(guān)磁阻電機(jī)采用光電傳感器、磁敏傳感器、旋轉(zhuǎn)變壓器等軸位置傳感器獲取轉(zhuǎn)子的實(shí)時(shí)位置信息，不僅增加了電機(jī)結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)的成本和復(fù)雜性，在一些特殊工作條件下（如油污、高溫、粉塵等），其可靠性也不能得到保證。因此直接利用繞組的電流、電壓獲取電機(jī)轉(zhuǎn)子位置信息，研

2、究高效率、低成本、高可靠性的無(wú)位置傳感器技術(shù)具有重要的意義。
　　本文首先介紹了開關(guān)磁阻電機(jī)的理論基礎(chǔ)、運(yùn)行原理和傳統(tǒng)數(shù)學(xué)模型。根據(jù)開關(guān)磁阻電機(jī)的電壓方程和起動(dòng)時(shí)各參數(shù)的特點(diǎn)，提出了一種基于注入脈沖的無(wú)位置傳感器控制算法。起動(dòng)前對(duì)電機(jī)三相繞組注入短時(shí)電壓脈沖，根據(jù)響應(yīng)電流和繞組電感的關(guān)系，確定初始導(dǎo)通相。一相導(dǎo)通時(shí)，非導(dǎo)通相繼續(xù)保持電壓脈沖的注入，通過(guò)比較非導(dǎo)通相的響應(yīng)電流，確定電機(jī)的換相點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)電機(jī)三相輪流導(dǎo)通，從而完成電機(jī)的起

3、動(dòng)過(guò)程。在此基礎(chǔ)上，增設(shè)閥值比較環(huán)節(jié)，消除了電感下降區(qū)的誤導(dǎo)通信號(hào)，從而避免了負(fù)轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生。仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法可以實(shí)現(xiàn)三相開關(guān)磁阻電機(jī)的無(wú)位置傳感器起動(dòng)，使電機(jī)從靜止達(dá)到一定轉(zhuǎn)速，從而驗(yàn)證了所提方案的可行性。
　　然后，研究了一種基于注入脈沖的電流雙閥值的低速運(yùn)行時(shí)的無(wú)位置傳感器技術(shù)。在電機(jī)低速運(yùn)行過(guò)程中，利用非導(dǎo)通相響應(yīng)電流幅值包絡(luò)線之間的關(guān)系設(shè)定閥值，結(jié)合設(shè)定的電流閥值實(shí)現(xiàn)換相，無(wú)需解算轉(zhuǎn)子的實(shí)時(shí)角度，控制算法簡(jiǎn)單。仿

4、真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了其可行性。
　　最后，提出了一種開關(guān)磁阻電機(jī)在非對(duì)稱電感條件下的無(wú)位置起動(dòng)方法。對(duì)于實(shí)際的開關(guān)磁阻電機(jī)而言，機(jī)械加工難以保證各相繞組電感特性的完全對(duì)稱性，這樣將導(dǎo)致無(wú)位置算法起動(dòng)遲滯或反轉(zhuǎn)。本文基于對(duì)稱電感分區(qū)的注入脈沖的起動(dòng)方法，深入分析了非對(duì)稱電感特性，提出了非對(duì)稱電感條件下的修正算法。仿真結(jié)果表明，該方法可以消除不對(duì)稱電感在分區(qū)起動(dòng)方法中的判斷失誤，避免了起動(dòng)遲滯或反轉(zhuǎn)。
　　文章采用MATLAB軟件作為