开关磁阻电机宽转速无位置传感器及其容错技术研究

来源 :南京航空航天大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:huojugjf
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor简称SRM)为双凸极结构,转子上无永磁材料,由硅钢片重压而成,没有绕组,只有定子上有线圈,结构简单、坚固,电机加工工序少,成本低,易于冷却,特别适合高速运行和高温、恶劣等工作环境。但位置闭环系统需要转子位置传感器的,位置传感器提高了系统的成本、增加了系统的复杂性,同时降低了系统的可靠性和坚固性,因此SRM无位置传感器技术成为研究热点。  本文针对初始位置、低速起动运行、中高速运行状态下分别提出了相应的位置估计算法,以满足SRM宽转速无位置传感器的控制运行,并对缺相和电流/电压传感器故障下位置估计容错方案进行了系统的研究。  针对初始位置判断,提出了线性三角形模型和双电流阀值两种初始位置估计方法,线性三角形模型通过电感分区、脉冲电流峰值包络线线性化,利用三角形的数学知识估算转子初始位置角;双电流阀值是通过设置双电流阀值对电感分区进行改进,建立了转子初始分区判断和脉冲电流峰值与位置角之间关系模型选择的策略,通过理论分析和实验比较,线性三角形模型算法简单、直观,双电流阀值法虽然算法较之复杂,但是具有更高的位置估算精度,确保电机无反转起动,并对SRM双电流阀值惯性运行和缺相故障进行了容错实验。  针对低速运行位置估计,本文将初始位置判断的双电流阀值法应用到低速起动运行状态,实现了电机两种状态下位置估计算法平稳切换,同时考虑母线电压的波动对电流阀值的影响,提出了变双电流阀值的策略,提高了电流阀值对母线电压的鲁棒性,该算法还避免了电感最大和最小区域因电感变化缓慢而带来的位置估计误差,因此具有较高位置估计精度,实验验证该算法具有很好的动态性能。  为了开展电机磁链特性实测,搭建了基于dsPACE和机械分度仪定位系统的磁链实测平台,利用阶跃电压法,通过ControlDesk建立磁链检测所需的虚拟仪表,系统方便对数据进行实时、准确地捕获、存储和参数在线寻优,方法简单可靠。  针对SRM中、高速运行状态位置估计,提出了五点法磁链优化模型和改进型指数函数模型两种特征位置磁链自动生成的改进型简化磁链无位置传感器方案。通过理论分析和仿真对比,表明了这两种磁链模型都具有很高的磁链特性精度。实验结果表明,与传统的简化磁链位置估计方法相比,所提的特征位置磁链自动生成的位置估计算法,更能实时动态的反应电机运行特征,并且系统无需实测磁链特性曲线、无需存储、无需查表等繁琐的过程,提高了微处理器的实时性和位置估计的精度。  为了实现缺相和电流/电压传感器故障位置估计,分别提出了适合各自方法的位置估计容错方案,利用电机各相独立性解决缺相故障下无位置传感器容错运行;通过分析电流/电压传感器的故障对电流阀值和磁链特性影响的不同,利用正常相的电磁特性间接估计出故障相的转子位置,并通过实验验证了故障下的位置估计容错方案的可行性。  传统的电流梯形法不适应变角度控制,降低了电机调速范围,为此本文提出了基于电流滞环斩波PWM控制方式的无位置传感器技术,推导和分析了滞环斩波PWM开通时间与转子位置的关系,通过滞环PWM开通时间的比较,建立极对极对齐特征位置的估计模型,并结合时间阀值的比较方法,解决了开通角对位置估计的影响,使其能适合变角度控制方式下的位置估计,拓宽了该方案的应用范围。另外,针对SRM斩波控制方式,还提出了一种全周期电流峰值包络线提取方法,通过特征值交截实现转子位置的估计,并通过理论分析和仿真,验证了该算法的可行性。
其他文献
变电站的故障诊断与恢复处理系统对提高变电站在正常状态下的监控能力,在异常和事故状态下的正确判断和处理能力具有重要的作用。本文通过对国内外相关资料的分析,发现当前变电站故障诊断与恢复处理系统在通用性、开放性及准确性方面都存在不足。配电变电站的故障恢复处理的复杂性是因为它们所包含的设备种类多,且互相之间存在关联关系;在恢复处理中要考虑如何保证运行的最高可靠性、运行经济性、优化策略;且存在不确定的因素,
随着Internet的快速发展和商用化的提高,许多高带宽的应用(如视频会议、网络集体游戏,视频点播等)得到了迅速的发展。这些高带宽的应用的一个典型的特点就是高带宽和群发,解决这类
随着国内外配电网自动化改造的深入,电网中性点经消弧线圈接地已成为城市配电网减小单相接地电流、消除接地故障的一个重要手段。本文讨论的“偏磁式消弧线圈的自动调谐控制系
本论文对计及电压骤降的配网可靠性算法进行了研究,在对电压骤降的定义、起因和影响进行阐述的基础上,着重讨论了如下问题:在进行配电网故障前的潮流计算时,运用了支路电流法,采用网基结构矩阵来表达配电网的联接情况;运用正序等效定则计算了各种故障下的故障电压和距离的关系;提出一种基于SCBEMA曲线判断敏感负荷是否停运的判据,给出了不同种类用户的电压骤降幅值和持续时间概率曲线;在进行计及电压骤降的配网可靠性
2013年,雾霾成为人们街谈巷议的重点关注话题之一,并且,雾霾也的确已经成为我们生产和生活的特殊气象条件,尤其作为国际健康食品的菌菇,如何通过有效的技术管理措施减少菇体
秸秆是一种面广量大的生物质资源。但是由于秸秆结构复杂,特别是包裹在纤维素外的木质素阻碍了秸秆中纤维素的酶解,导致秸秆利用率较低。因此降解木质素对于有效地利用和转化秸
本文通过对荣华二采区10
期刊
葛根富含淀粉、黄酮、氨基酸、矿物质元素等多种营养物质,具有丰富的营养。葛根中的黄酮类物质具有清除自由基、抗人体衰老、降低心肌耗氧量、防治血管硬化等生理功能,由于葛根
本文对在复杂故障情况下利用电网调度端收集的故障录波信息诊断的方法进行研究,提出了一种基于“软保护”模型的诊断思想。研究了目前故障测距方法,提出了一种改进算法的双端测距方法,本方法简明实用,仿真结果表明有较高精度。本文开发了一种基于故障录波信息的调度端电网故障诊断系统,实现了电网调度端的故障录波信息管理、电网层的故障元件诊断、保护动作评价以及双端测距等功能。并用电磁暂态分析程序ATP(The Alt
船舶减摇水舱试验台架是一专用综合系统,利用试验台架来模拟船舶在海浪中的摇摆可以为减摇水舱的设计和验证减摇效果提供依据。 该试验台架能够模拟船舶的横摇运动和横荡运