无位置传感器SRM混合算法的运行控制策略研究

摘要

开关磁阻电机驱动系统（SRD）目前已成为调速领域的研究热点之一。作为其核心的开关磁阻电机（SRM）也因其结构简单、坚固,成本低廉，调速范围宽及其较高的系统效率等优点,广泛应用于工业、航天、汽车制造业等各个方面。但由于位置传感器的存在不仅大大降低了系统的可靠性，同时增加了系统的成本，使得开关磁阻电机的应用范围受到了限制。因此，无位置传感器SRM的间接位置检测技术已成为目前国内外研究的重点课题。 首先，本文提出了一种基于8/6 结构SRM的单双相交替导通的新型供电方式。传统单相导通供电方式与两相同时导通的供电方式的共同点在于,电机转子每转过一个步进角15 °时进行一次强迫换相，以完成定子绕组导通相和关断相的切换。本文通过对SRM 矩角特性和转矩矢量特性的分析，提出了一种由A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A 顺序激励的定子绕组的新型供电方式。该新型导通方式通过对电机步进角的细分，缩小了SRM的换相区间，提高了SRD 系统位置检测的定位精度。随后结合SRM 相电感曲线特性，得出了混合导通方式下SRM 绕组的换相逻辑，为这种方式在8/6 结构SRM 中的应用提供了依据。 其次，本文在重点分析SRM 线性电感模型的基础之上，采用电流定位法的思想，研究了转子初始位置的检测方案及初始导通相的确定方法。当电机低速运行时，采用向空闲相注入检测脉冲得到响应电流，通过不断比较脉冲响应电流峰值和电流阈值大小，可以判断绕组的换相时刻是否到来。当电机高速运行时，无法忽略的相间互感和占据电流大半周期的励磁电流将增大脉冲激励法的位置检测误差。高速时采用电流梯度法不但可以避免产生这一问题，还能保证良好的检测精度。 最后，结合以TI公司生产的TMS320LF2407 DSP 芯片为核心的控制器，对SRD 系统的硬件和软件部分进行了设计。主要利用控制软件实现了本文所提出的用于低速脉冲注入法和高速电流梯度法的间接位置检测方案，并依据各自导通原则绘制了SRM 无位置检测的流程图。论文仿真和实验结果证明了混合导通方式下SRM 无位置检测方案的可行性。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

第二章SRM单双相混合导通方式的研究

第三章SRM低速和高速工况混合算法的无位置检测

第四章SRD系统硬件与软件设计

第五章结论与展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间所获得的相关科研成果