一种具有容错功能的开关磁阻电机初始位置估计方法

初始位置估计是开关磁阻电机无位置传感器技术研究的关键。本文提出一种具有容错功能的开关磁阻电机初始位置估计方法。该方法利用双电流阈值将电感周期分成不同区域,在电机静止或惯性运行中,各相绕组同时注入高频脉冲,通过脉冲电流峰值与双电流阈值的比较估计初始分区,再由初始分区选择对应的脉冲电流与位置角之间的数学模型来估算出转子初始位置角。设置双电流阈值可以避免在电感最大和最小区域脉冲电流变化微小而带来的位置估计误差。为了增加开关磁阻电机初始位置估计容错功能,还提出了一种缺相故障运行下的初始位置估计方法。通过在静止、惯性运行、缺相故障三个状态下的初始位置估计实验,验证了该方法的可行性。     

开关磁阻电机无位置传感控制器研究

针对机械式位置传感器增加控制系统复杂性和降低系统可靠性的问题,提出了开关磁阻电机一种新的无位置传感控制器。在建立开关磁阻电机电感模型基础上,推导无位置传感器数学模型,构建无位置传感器控制系统。通过测量激励相电压和电流,估算转子实际位置,采用电流斩波控制方法控制开关磁阻电机低速运行,采用角度位置控制方法控制开关磁阻电机高速运行。对该无位置传感系统进行仿真,并实现了对开关磁阻电机无位置传感器的控制。实验结果表明该方法能在较宽调速范围内准确地估计开关磁阻电机转子位置。     

SRM空间电感向量法低速无位置传感器控制技术

为解决开关磁阻电机(switched reluctance motor,SRM)无位置传感器启动和低速驱动运行控制的研究难题,文中基于SRM空间电感向量模型提出了一种新的转子位置估计方法。在电机启动及低速驱动运行两种不同状态下,该方法通过对电机绕组进行高频脉冲注入以实现三相电感辨识,并结合复平面内三相电感向量模型与转子位置角度之间的余弦函数关系,采用反余弦变换实现SRM转子位置准确估计。最终通过仿真和实验对提出的无位置方案进行了验证,结果表明,该方法能对SRM转子位置进行准确定位并实现无位置传感器可靠启动及低速运行。     

12/10开关磁阻电机无位置传感器初始位置检测方法的研究

提出了一种无位置传感器的开关磁阻电机的初始位置检测方法,即依次给定子相注入电压脉冲,利用各相测试电流与定子电感和转子位置的关系,确定转子初始位置及其相应初始导通相,从而实现转子处于任何位置时的无反转起动,对不允许转子反转的某些应用场合具有较大的实用价值。仿真和实验结果验证了该方法的可行性。     

12／10开关磁阻电机无位置传感器初始位置检测方法的研究

提出了一种无位置传感器的开关磁阻电机的初始位置检测方法，即依次给定子相注入电压脉冲，利用各相测试电流与定子电感和转子位置的关系，确定转子初始位置及其相应初始导通相，从而实现转子处于任何位置时的无反转起动，对不允许转子反转的某些应用场合具有较大的实用价值。仿真和实验结果验证了该方法的可行性。     

基于变系数电感模型开关磁阻电机四象限无位置传感器技术

开关磁阻电机相电感具有明显的非线性,随饱和情况不同相电感形状发生明显变化。研究了忽略三次以上谐波电感模型系数随电流变化关系,提出了基于变系数电感模型的无位置传感器控制策略。利用电机变系数电感与转子位置角度之间的关系,构建了基于DSP数字信号处理器的四象限无位置传感器控制系统。采用软件完成了上述转子位置估计模块,实现对开关磁阻电机的无位置控制。通过实验对该方法的可行性进行了验证,结果表明该方法估计转子位置精确、象限间切换准确可靠,系统具有良好的静态和动态性能。     

改进电感分区式SRM无位置传感器研究

针对位置传感器的引入使得开关磁阻电机(SRM)结构变得复杂、可靠性降低这一问题,以SRM的运行电感曲线为例,提出一种检测曲线非线性度的方法,并对电感曲线的非线性度做了研究,找出了线性度较好的区域,在该区域将电感和转子位置进行拟合,优化拟合结果。最后依据各相间电感逻辑关系将各区域的估计值进行叠加,从而实现对转子位置的估计,尤其针对电感曲线交点偏移的情况提出了一种新的估计转子位置方法,增强了检测方法的实用性。仿真实验结果表明,在电机稳态运行和负载转矩突变时都能实现对转子位置的较精确估计,为SRM无位置传感器控制提供了基础。     

新型空间电感矢量模型SRM无位置传感器研究

针对采用位置传感器控制的开关磁阻电机(SRM)的诸多弊端,提出了一种新型全速范围无位置传感器控制方案。在SRM静止启动时,采用脉冲注入法获取三相电感信息;在电机低速运行时,采用空闲相脉冲注入法获取三相电感信息;在电机高速运行时,采用积分磁链除以相电流来获取参考相电感信息。利用空间电感矢量模型与转子位置角度之间的反余弦函数关系,实现转子位置的间接估计。设计了以DSP为控制核心的数字信号处理系统,通过实验验证了该方法的可行性。     

开关磁阻电机在位置检测技术中的应用

为提高位置传感器的环境适应性,拓宽开关磁阻电机的应用范围,本文提出了一种将开关磁阻电机作为位置传感器来实现位置检测的方案,它可以为另一台所需要控制的开关磁阻电机提供实时的转子位置信息。本文以12/8结构的开关磁阻电机为例,通过外部注入高频脉冲信号,利用幅度调制的方法对脉冲响应电流进行调制,经信号调理后的调制波可通过交截比较直接得到各相的位置检索脉冲信号。本文设计了检测电路,最后通过实验验证了该方法的可行性。     

一种具有容错功能的开关磁阻电机无位置传感器控制方法

提出一种适合中、高速运行的具有容错功能的开关磁阻电机无位置传感器控制方法。在中、高速运行区域,电机采用单脉冲控制模式,当开通角提前时,采用相电流斜率检测与相电感斜率过零检测相结合的方法实现定、转子对齐位置的估计;当开通角大于或等于零度时,采用相电感斜率过零检测法实现定、转子对齐位置的估计。该方法在每个电周期内均可估计出对齐位置这一特殊位置点,并得到相应的位置检索脉冲。利用位置检索脉冲可以估计出转速和转子位置信息。为验证方法的可行性,在一台12/8结构样机中进行了实验。实验结果表明,该方法不仅避免了开通角的影响,而且保持了位置检测各相独立的特点。因此,可以实现位置信号的多相冗余。另外,该方法无需增加额外硬件,也避免的复杂的计算和存储过程。因此,该算法方便实现,具有较强的通用性和可移植性。     

基于电流包络线线性分区开关磁阻电机初始位置估计

提出一种开关磁阻电机脉冲电流包络线线性三角形模型的初始位置角估计方法。该方法先将电机相电感进行分区,通过比较每相脉冲电流峰值判断出转子初始分区,再将每个分区的脉冲电流峰值包络线线性化组成三角形,利用三角形的数学知识得到各分区脉冲电流峰值与初始位置角之间的数学模型,将实测的脉冲电流峰值代入数学模型计算出转子初始位置角。该方法算法简单,容易实现,并通过试验验证了该算法的正确性和可行性。     

无位置传感器开关磁阻电机的无反转起动研究

提出了一种检测无位置传感器开关磁阻电机 (SRM )起动前转子初始位置的电流定位法 ,即同时向电机两相以上的绕组注入一定幅度的测试脉冲 ,利用各相测试电流与定子电感和转子位置的关系确定转子初始位置以及相应初始导通相 ,从而实现转子处于任何位置时的无反转起动 ,对不允许转子反转的某些应用场合具有较大的实用价值。     

基于特殊位置检测的开关磁阻电机无位置传感器控制策略

针对开关磁阻电机调速系统(SRD),提出了一种基于特殊位置检测的开关磁阻电机(SRM)转子位置估算方法。通过在线计算每相绕组实时磁链数据,检测出各相转子到达特殊位置的时刻。提出了基于特殊位置检测的电机转子位置重构策略,对电机瞬时转子位置进行还原。在提出的转子位置估算方法基础上,设计了SRD转速闭环控制系统。样机试验表明,提出的转子位置估算策略具有较高的检测精度与较宽的转速使用范围。基于关键位置检测的转速闭环无位置传感器控制策略具有较快的动态响应和较强的鲁棒性。     

Four-Quadrant Sensorless Operation of Switched Reluctance Machine over the Wide Speed Range

Abstract

This paper presents four-quadrant sensorless control in switched reluctance machine (SRM) over the wide speed range. The proposed sensorless control technique could be employed not only at low speed with current chopping control (CCC) but also at high speed with angle position control (APC). At startup and low speed, the narrow voltage pulse is injected into the idle phases and the rotor position zone is determined by comparing the measured flux linkage with four flux linkage-current curves. The same flux linkage-current curves also can be adopted for rotor positions estimation at medium and high speeds. Two flux linkage-current characteristic curves in the inductance rising zone are employed to estimate the rotor position for motoring mode and the other two curves in the inductance falling zone are used to estimate the rotor position for braking mode. The experiments on a three-phase 12/8?pole SRM drive platform are carried out to verify the effectiveness of the proposed sensorless control technique.     

基于基波PWM激励的双三相永磁同步电机低速和零速无位置传感器控制

现有的针对双三相永磁同步电机(PMSM)的无位置传感器算法主要是依靠提取反电动势来估计转速和转子位置,在低速和零速的运行条件下将会失效。研究了一种基于基波脉宽调制(PWM)激励的双三相PMSM无位置传感器算法,在低速和零速运行条件下仍能准确跟踪转子位置。该方法利用双三相电机的数学模型和双三相电机的饱和凸极效应,提取包含在一个PWM周期电流变化率中的转子位置信息,从而实现无传感器控制。通过在仿真环境建立仿真模型验证了该算法的正确性。最后在双三相PMSM试验平台上验证了各种工况下算法的可靠性。     

无位置传感器开关磁阻电机的无迟滞起动研究

介绍了一种检测无位置传感器开关磁阻电机(SRM)无迟滞起动转子初始位置估算法。通过向电机定子相绕组注入瞬时测试脉冲来准确估算转子初始位置，从而实现转子处于任何位置时的无迟滞起动，给出了仿真和实验结果。     

在线建模的开关磁阻电机四象限运行无位置传感器控制

基于在线建模提出了一种开关磁阻电机无位置传感器控制方法。建立了以相电流和磁链为输入、转子位置角度为输出的径向基神经网络模型,以轴编码器实时获得的转子位置角度为学习样本,对开关磁阻电机进行了在线建模。提出了静止状态下激励脉冲法与运行状态下滑模观测器相结合的四象限运行无位置传感器控制策略,实现了电机无传感器运行。实验结果表明,电机转子位置估计误差小于2,象限间切换可靠,具有良好的动态和静态性能,为大功率开关磁阻电机无传感器控制提供了一种易于实现的方案。