复平面电感模型开关磁阻电机中低速无位置传感器技术

针对开关磁阻电机(SRM)无位置传感器启动和低速运行控制的研究难题,基于复平面电感模型提出了一种适用于中低速运行区域的转子位置估计方法,同时利用该方法实现了开关磁阻电机静止及带初始转速无位置传感器启动。就四个不同象限分别分析了复平面内三相合成电感向量与实轴的夹角同转子位置角度之间的映射关系,并给出了转子角度所在象限的逻辑判定条件,实现了转子位置间接估计。该无位置方案无需SRM电磁特性曲线和任何外加硬件,实现起来简单可靠,最终通过实验对提出的无位置方案进行了验证,实验结果表明,在样机中低速运行范围内(0~600r/min),该方法均能对转子位置进行准确定位并实现SRM无位置传感器可靠运行。     

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。     

开关磁阻电机全速范围无位置控制研究

针对采用位置传感器控制的开关磁阻电机(SRM)的诸多弊端,提出了一种基于非线性电感模型全速度范围无位置传感器控制方案。对SRM在起动,低速、高速驱动运行3种状态时的三相电感值,采用最优测量方法,通过转子模型与转子位置角度之间的函数关系实现转子位置间接估计。针对提出不同速度范围的控制方案,提出了双阀值滞环无位置算法切换策略。仿真结果表明,该方案能够实现SRM全速范围的可靠运行。     

基于电感线性区模型的开关磁阻电机无位置传感器技术

无位置传感器起动和低速运行控制是开关磁阻电机研究的难点问题。分别针对静止、带初始转速,以及驱动运行3种模式进行了研究,提出了一种基于电感线性区模型的开关磁阻电机无位置传感器控制方法。该方法采用电流斜率差值计算法来辨识全周期的电感信息;并通过设计电感比较逻辑实现电感线性区的估计;在电感线性区建立了角度–电感关系的数学模型,可以直接估计出转子位置和转速信息,实现无位置传感器无反转起动和运行控制。实验结果验证了理论分析的正确性和可行性。     

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。     

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。     

基于电感模型的开关磁阻电机无位置传感技术

基于开关磁阻电机(SRM)的电感模型,提出了一种新的无位置传感技术.在推导无位置传感器相关公式的基础上,构建了无位置传感器控制系统,并对该系统进行了仿真计算,应用FPGA可编程逻辑控制器研制了转子位置估计模块,设计DSP数字信号处理系统实现对开关磁阻电机的控制.实验结果表明该方法能在较宽调速范围内(0～3 000r/min)准确地估计开关磁阻电机的位置.     

电感饱和效应对SRM位置估计的影响及改进

开关磁阻电机(SRM)的相电感形状随饱和情况的不同发生明显的变化。研究了忽略三次以上谐波电感模型系数随电流变化关系,提出了复平面电感模型的无位置传感器控制策略。在SRM处于低速驱动运行状态时,首先往空闲相注入高频电压脉冲获取非导通相电感值,再利用三相电感之间的函数关系间接的估算出导通相电感值。提出了低速大电流运行状态时电感饱和效应对转子角度估计的影响,并采取了三项系数补偿措施以消除影响。最终通过仿真和实验表明,在低速重载情况下,该方法能保证较高的位置估算精度和很好的实用价值。     

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。     

基于模糊控制及神经网络的开关磁阻电机转子位置估计

开关磁阻电机(SRM)运行需要转子位置传感器,而添加转子位置传感器使系统成本以及电机结构复杂度提高,可靠性降低。因此,对SRM转子位置进行估计,使SRM不依靠位置传感器而独立运行具有重要意义。本文利用神经网络对非线性函数高精度逼近的特性,基于模糊控制模型和神经网络理论,建立了SRM转子位置估计系统,并采用MATLAB/Simulink对该60 k W、6/4极的SRM转子位置估计系统进行了仿真。仿真结果表明:该系统对SRM转子位置角的估计较准确,输出角度精度较高,误差在2°左右,均方误差为0.714 4;利用该转子位置估计系统对SRM进行控制,该电机三相电流输出均匀,转矩脉动小,运行全过程稳定。     

考虑互感影响的开关磁阻电机无位置传感器控制技术

针对开关磁阻电机采用电流斩波控制(CCC)方式时相间互感对无位置传感器角度估算的影响,提出一种转子位置估算方法,该方法可以消除相间互感对位置估计的影响,并且无需测量相间互感大小。当电机在单相励磁区时,此时采用变系数电感模型方法进行角度估计;当电机在两相同时处于励磁区时,相间互感不为零,此时对导通相的磁链做差值运算以消除相间互感,最终通过实验对提出的转子位置估算方案进行验证。实验结果表明,与传统的忽略相间互感影响的转子位置估计方案相比,该方案能够消除互感对转子位置估计的影响,并且具有更高的估计精度,能够实现较大转速范围的无位置传感器稳定可靠运行。     

开关磁阻电机的电感分区式无位置传感器技术

为减少外加传感器对开关磁阻电机应用领域的限制,本文提出一种开关磁阻电机无位置传感器技术的新方法。该方法利用各相电感之间大小逻辑关系随转子位置不同而区域性变化的特点,将转子位置分成不同区间并加以辨识,得到每一相的位置脉冲信号。利用位置脉冲信号下跳沿算出转子位置角,实现无位置传感器运行。考虑到因关断角的改变引起转子位置分区不同的情况,文中针对每种不同情况进行分析并根据各相电感逻辑关系与转子位置区间的对应关系将这两种情况整合成一种统一算法。该方法无需开关磁阻电机电磁特性数据,不需要复杂运算,实时性好且易于实现。仿真分析和实验结果表明,该方法能够实现准确的位置估计和无位置传感器运行。     

考虑磁路饱和的开关磁阻电机无位置传感器控制方法

开关磁阻电机在磁路饱和情况下,其导通相电感会随导通相电流的变化而变化,从而影响转子位置估算精度,提出一种电机转子位置估算方法。首先建立了相电感函数关系式;然后分析了相电流与相电感极值定位点位置角之间的关系;最后阐述了由两相邻采样定位点来估算出相应的转子位置角度的实现过程。以三相6/4结构电机进行了相关仿真与实验,结果表明上述方法的可行性。     

考虑磁饱和特性下特殊位置电感的开关磁阻电机无位置传感器控制

开关磁阻电机（SRM）在实际运行时由于负载增加导致电流增大,会使SRM进入磁饱和工作状态。传统的无位置传感器控制方法解决磁饱和问题需要进行大量离线测量。因此,提出一种基于特殊位置判断的SRM无位置传感器控制策略。该方法通过向非导通相注入高频脉冲电压以得到全周期电感,通过电感曲线非饱和段的线性变化关系在线得出15°、30°、45°、60° 4个特殊位置对应的非饱和相电感值,根据电感与角度对应关系,在一个周期内得到4个特殊位置,通过相邻2次位置估算电机转速与全周期转子位置。在此基础上,搭建了基于Simulink的仿真模型和基于DSP的试验平台,通过仿真与试验验证了该方法的正确性。     

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。     

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。     

一种开关磁阻电机无位置传感器控制效率优化策略

针对开关磁阻电机(SRM)的简化磁链法只能实现单相导通运行且导通区间固定的缺点,提出了一种结合固定关断角和自适应调节开通角的无位置传感器控制技术。利用曲线拟合关断位置磁链取代传统存储数据表,通过对比实时计算的动态磁链和曲线拟合的静态磁链,确定关断位置信号并估计转速和其他位置。考虑电机阻抗和电感的非线性特点,优化电感最小区域的开通角自调节模型确定导通区间。仿真结果验证了该方案的可行性和正确性,能够实现转子位置的间接检测,电机的运行效率得到进一步优化。     

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。