关键词：
正弦高频电压
无位置传感器
相对电感法
开关磁阻电机
摘要：
兼具机械机构简单、制造成本低等特点的开关磁阻电机SRM(Switched Reluctance Motor),由于其机械结构的特殊性和较强的容错能力,使其能够运行于恶劣工作环境,其控制系统具有优良的静态性能、动态性能,是目前最热门的研究对象之一。但是,结合当今控制系统集成化、自动化、小型化的发展方向,传统的有位置传感器SRM系统将逐渐被取代。因此,针对该问题,本文提出了一种无需SRM参数的三相正弦高频注入相对电感法,用以进行转子角位置估计,该方法方便简单、实用性强。文中,首先简要说明了SRM发展进程,通过对其控制系统的研究分析,结合永磁同步机高频注入法的理论知识,确定了高频注入法无位置传感器技术的研究方向。其次,对被控对象SRM进行了深入的理论研究,阐述了其机械结构、电气原理、机电联系、运行特性及控制策略,给出了三种常用的SRM数学模型,结合有限元分析、实验法两种电机磁链信息获取手段,确立了通过实验进行SRM非线性建模的方法,完成了控制系统设计的基本准备工作。然后,在三相正弦高频注入反正切法无位置传感器技术的基础上,提出了本文所述无需电机模型的相对电感法。深入分析了此方法的角位置估计原理、参考相误差分析及三相电感不对称影响。在静止或惯性状态下,通过Fourier分析获取高频响应电流幅值信息,从而得到三相相对电感曲线,结合相对电感法角位置估计原理,进行转子角计算,不需要电压检测和磁链计算;在负载工况下,由于工作电流的加入,难以获取高频电流,因此,通过磁链-电流关系得到实际电感,完成转子角计算。在Matlab软件中,进行不同工况下的仿真分析,结合仿真结果进行系统完善,完成所提方法的可行性验证。最后,结合18.5kW SRM实验平台,设计了上位机程序,通过静止、惯性及负载实验,对所提方法进行实验验证,证明了三相正弦高频注入相对电感法的正确性、精确性。
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