【摘 要】
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与传统电机相比,开关磁阻电机(SRM)具备结构简单、调速性能优异等优势,但是其位置传感器也带来了成本增加、可靠性降低等问题。因此,近年来业界广泛研究有关无位置传感器SRM的低速控制策略,尤其是脉冲注入法。但是采用脉冲注入法难以准确检测脉冲电流峰值,同时忽略了磁饱和效应的影响,导致对转子位置的检测存在一定误差,影响电机的稳定运行。基于以上问题,本文实现了一种对于转子位置检测具有较高精度的无位置传感器
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与传统电机相比,开关磁阻电机(SRM)具备结构简单、调速性能优异等优势,但是其位置传感器也带来了成本增加、可靠性降低等问题。因此,近年来业界广泛研究有关无位置传感器SRM的低速控制策略,尤其是脉冲注入法。但是采用脉冲注入法难以准确检测脉冲电流峰值,同时忽略了磁饱和效应的影响,导致对转子位置的检测存在一定误差,影响电机的稳定运行。基于以上问题,本文实现了一种对于转子位置检测具有较高精度的无位置传感器SRM低速控制策略。首先,本文介绍了脉冲注入法的实现原理,确定了脉冲注入法参数的选取范围。随后分析了脉冲注入法下转子位置检测可能出现的误差来源并计算误差范围,分析结果显示AD采样精度限制以及磁饱和效应对于换相阈值的影响是误差的主要来源。接下来针对AD采样精度限制,硬件方面提出了双通道采样电路,软件方面提出了峰值拟合算法,通过对采样电流的拟合预估出真实脉冲电流峰值大小以及出现的时刻,从而提高了脉冲峰值电流的检测精度;对于磁饱和效应提出饱和电感建模法,由电感的傅里叶级数表达式,得到不同斩波电流下阈值电感所对应的实际换相角度,降低磁饱和效应的影响。然后,提出了完整的控制策略,即根据励磁相斩波电流确定此时电感磁饱和程度,由建模电感数据得到磁饱和效应误差,对通过采样电路得到的采样值进行拟合确定实际转子位置。最后,分别建立了基于本文提出的SRM低速控制策略仿真以及实测平台,根据仿真与实测对比结果,对提出的无位置传感器SRM低速控制策略可行性进行验证。实测结果显示:本文所实现的无位置传感器SRM控制策略,能够使电机在低速工况下稳定运行,电机稳态调速范围400-1700r/min,电机最大输出转矩为1.52 N·m,额定功率1100W,角度检测误差范围为1.54°-1.94°,基本符合本文提出的预期设计指标。
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