考虑电感饱和影响的开关磁阻电机无位置传感器控制研究

来源 :大连海事大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chenfj01
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开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor,SRM)既具有交流电动机简单坚固的特点,又具有直流电机调试性能好,控制电路简单廉价的优势,并且还有很高的运行效率和容错性能。广泛应用于能源煤矿设备、新能源汽车、机床机车、风机泵类等领域。但是,在大多数应用领域中,电机的位置信息都是采用位置传感器来获取,限制了 SRM电机在高粉尘、高温度等极端环境下的应用。同时,伴随着位置传感器使用会带来电机控制系统成本的增长及复杂度的增加,所以,研究具有实用价值的、更加精准的SRM无位置传感器技术具有重要意义。首先,本文对开关磁阻电机的研究现状进行阐述,简介了其基本结构和工作原理。通过对一台三相12/8极的开关磁阻电机实验样机的磁链特性饱和曲线采用间接的堵转实验测量法进行测量。依据所测得磁链特性曲线在Matlab/Simulink中搭建了具有非线性特性的电机本体模型。然后,在对更加精确的无位置传感器技术的探索中,发现在传统的电感曲线交点和基于电感线性区模型的两种SRM位置估计方法中,电感饱和影响是导致位置误差变大的主要因素之一。针对这个问题,本文通过建立负载转矩和电感饱和影响之间函数关系,分别依据两种位置估计方法的估计原理,提出了相应的改进策略。在电感曲线交点法中,对电感饱和引起的交点误差偏移进行补偿;在电感线性区模型法中,通过改变该区域的拟合函数系数来修正位置估计误差。在Matlab/Simulink仿真软件中对两种改进的位置估计方法进行了模型仿真搭建,分别仿真验证了补偿和系数修正后的两种位置估计方法都减小了电感饱和对位置估计的影响,估计位置估计更加准确。最后,以功率为15KW的SRM为主体,型号TMS320F2812的DSP为控制核心搭建了一套SRM调速系统控制平台。对本文提出的两种考虑电感饱和影响的无位置算法在调速系统中进行实验验证。所得实验结果证明,在两种传统方法上所进行的改进策略均更加精准的估计出转子位置信息,有效的提高了估计精度,具有很好的实用价值。
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