無位置傳感器開關(guān)磁阻電機

1、兩種無位置傳感器檢測技術(shù)分析劉瑩目 錄 回顧兩種無位置傳感器檢測技術(shù) 該兩種檢測方法存在的不足 針對不足進行的改進 下一步工作計劃回顧兩種無位置傳感器檢測技術(shù)非導通相電流比較法（起動）思想：將各項電感的相位關(guān)系做以分區(qū)，利用各區(qū)域內(nèi)繞組的相電流邏輯關(guān)系，確定初始導通相。 起動前對各項繞組注入電壓脈沖U，各相電感曲線與電流曲線成倒置的關(guān)系。非導通相電流比較法（低速）思想：低速運行時，忽略旋轉(zhuǎn)反電勢，在每相的 022.5范圍內(nèi)，電感處于上升區(qū)，均可以產(chǎn)生正轉(zhuǎn)矩。響應(yīng)電流幅值的包絡(luò)線，將一個電感區(qū)間分為 6 個小區(qū)間。每個區(qū)間內(nèi)的電流邏輯關(guān)系不同，從而確定不同相的導通關(guān)斷信號。在一相電感的上升區(qū)內(nèi)，

2、非導通相電流的交疊點對應(yīng)了 7.5，15和 22.5三個特殊位置點，而導通相的電流，遠大于非導通相注入脈沖的響應(yīng)電流，無法確定換相點，對控制算法沒有意義。因此利用非導通相電流信號，可以確定導通相的開通與關(guān)斷，實現(xiàn)導通。簡化磁鏈法位置檢測的目的就是提供換想邏輯，在電機單項輪流導通時，并不需要轉(zhuǎn)子每一位置的信息，只要能夠判斷是否已達到換相的位置即可。因此只需將積分得到的估計磁鏈值與對應(yīng)當前電流的換相位置的參考磁鏈值相比較，如果前者大于后者，則認為換相位置已到，管斷當前相，導通下一相；反之，則認為換相位置未到，繼續(xù)導通當前相。參考磁鏈的獲得： 換相位置一般都靠近電感最大位置，因此該算法只測試存儲最大

3、電感位置的磁鏈-電流曲線，然后再乘以一個小于1的系數(shù)k來得到對應(yīng)換相位置的參考磁鏈值。該兩種檢測方法存在的不足該兩種檢測方法存在的不足非導通相電流比較法（1）該方法開通位置在7.5度，已經(jīng)偏離了想電感底部區(qū)域，處在電感上升區(qū)，因此相電流上升緩慢，起動電流偏小，起動轉(zhuǎn)矩偏小。（2）相關(guān)斷位置位于開關(guān)磁阻電機定轉(zhuǎn)子對齊位置，關(guān)斷相的續(xù)流電流會產(chǎn)生較大的負轉(zhuǎn)矩。（3）只能單相輪流導通，并且開通角和關(guān)斷角無法調(diào)節(jié)。（4）該方法直接忽略了運動反電動勢和繞組電阻壓降對響應(yīng)電流峰值的影響，因此只適用于轉(zhuǎn)速較低的情況。簡化磁鏈法（1）只能工作在單相輪流導通模式，因此無法滿足系統(tǒng)高性能調(diào)速的要求。（2）只適用于

4、高速條件下。針對不足進行的改進針對不足進行的改進非導通相電感雙閾值法基本原理（1）為避免在關(guān)斷相電流續(xù)流區(qū)間注入檢測脈沖，必須設(shè)置電流閾值來確定檢測脈沖注入時刻，即當續(xù)流電流小于閾值后才開始注入脈沖。（2）通過比較非導通相電感估計值與預(yù)先設(shè)定的電感閾值大小來估計另外兩相的開通或關(guān)斷信號。（3）通過調(diào)節(jié)電感閾值 和 的大小可以得到不同開通、關(guān)斷位置的驅(qū)動信號，因此可以根據(jù)負載情況靈活的調(diào)節(jié)電感閾值，以滿足起動性能要求。highLlowL針對不足進行的改進針對不足進行的改進非導通相電感雙閾值法針對不足進行的改進針對不足進行的改進簡化磁鏈法（基于能量優(yōu)化控制）基本思想：通過調(diào)節(jié)第i+1相的開通參考磁

5、鏈系數(shù)和第i相的關(guān)斷磁鏈參考系數(shù)，可分別得到下一相開通磁鏈閾值和當前相關(guān)斷磁鏈閾值。SRM電動機導通角 和關(guān)斷角 ，在相電流i處所對應(yīng)的磁鏈分別為本文在試驗中首先固定 SRM關(guān)斷角，也即固定關(guān)斷角系數(shù) ，其優(yōu)化選擇的范圍為： ；而 SRM 導通角系數(shù) 由 SRD 驅(qū)動系統(tǒng)的量消耗最小的性能優(yōu)化指標在線調(diào)節(jié)。注：改進簡化磁鏈法有基于輸出功率最大，輸出轉(zhuǎn)矩最大，五點磁鏈優(yōu)化 onoff)()(),()()(),(ifiiifiioffoffonon)(ioff9 . 0)(7 . 0ioff)(ion基于最優(yōu)化條件的開通角確定方法該兩種檢測方法存在的不足該兩種檢測方法存在的不足簡化磁鏈法（五點法磁

6、鏈優(yōu)化模型）思想：以12/8結(jié)構(gòu)SRM為研究對象，轉(zhuǎn)子齒距角為45度，每一步的角位移為15度。B相的轉(zhuǎn)子位置信號滯后A相15度，C相的轉(zhuǎn)子位置信號滯后B15度，A相的轉(zhuǎn)子位置信號滯后C15度。A相7.5度對應(yīng)C相位置信號的下降沿，A相15度對應(yīng)B相位置信號的上升沿，B相7.5度對應(yīng)A相位置信號的下降沿,B相15度對應(yīng)C相位置信號的上升沿，C相7.5度對應(yīng)B相位置信號的下降沿,C相15度對應(yīng)A相位置信號的上升沿。改進型簡化磁鏈位置估計過程：采集A相繞組的電壓、電流，通過積分運算得到實時磁鏈，將實時磁鏈值與7.5度位置的特性磁鏈比較，如果實時磁鏈值大于同電流下的7.5度位置特性磁鏈，就關(guān)斷C相，再

7、根據(jù)實時轉(zhuǎn)速將A相延遲7.5度得到A相的15度特征位置。優(yōu)點：7.5度位置的磁鏈密度比最大位置附近磁鏈密度小，微處理器在處理7.5度位置磁鏈時實時性和精度都要高，并且可是實現(xiàn)雙拍起動。只將7.5度特征位置作為換相位置，作為位置估計的基準，而15度特征位置由7.5度位置根據(jù)實時轉(zhuǎn)速延時得到。一些特殊位置和參考量的獲取方法簡化磁鏈法 參考磁鏈的獲?。杭撮_通任意一相，將轉(zhuǎn)子拉至對齊位置，之后同時開通與之相鄰的兩相，根據(jù)對稱性，這兩相產(chǎn)生的合成轉(zhuǎn)矩為零，轉(zhuǎn)子將不產(chǎn)生轉(zhuǎn)動。從而利用磁鏈積分可以計算出該參考位置的磁鏈電流曲線。非導通相電感雙閾值法 電感值檢測：無需外加激勵源，直接利用功率變換器給非導通相注入高頻檢測脈沖。由于檢測脈沖的響應(yīng)電流很小，在轉(zhuǎn)速低時運動電動勢，電磁飽和效應(yīng)和繞組等效電阻壓降均可忽略不計，利用電機的相電流、相電壓等可測信號，來估計磁鏈，電感等電磁特性參數(shù)。目前存在的困難1、兩種無位置傳感器檢測方法的銜接技術(shù)，缺乏相關(guān)的資料，2、對于SRM控制方法，僅僅了解了角度位置控制，電流斬波控制，電壓斬波