無(wú)位置傳感器開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)

1、兩種無(wú)位置傳感器檢測(cè)技術(shù)分析劉瑩目 錄 回顧兩種無(wú)位置傳感器檢測(cè)技術(shù) 該兩種檢測(cè)方法存在的不足 針對(duì)不足進(jìn)行的改進(jìn) 下一步工作計(jì)劃回顧兩種無(wú)位置傳感器檢測(cè)技術(shù)非導(dǎo)通相電流比較法（起動(dòng)）思想：將各項(xiàng)電感的相位關(guān)系做以分區(qū)，利用各區(qū)域內(nèi)繞組的相電流邏輯關(guān)系，確定初始導(dǎo)通相。 起動(dòng)前對(duì)各項(xiàng)繞組注入電壓脈沖U，各相電感曲線與電流曲線成倒置的關(guān)系。非導(dǎo)通相電流比較法（低速）思想：低速運(yùn)行時(shí)，忽略旋轉(zhuǎn)反電勢(shì)，在每相的 022.5范圍內(nèi)，電感處于上升區(qū)，均可以產(chǎn)生正轉(zhuǎn)矩。響應(yīng)電流幅值的包絡(luò)線，將一個(gè)電感區(qū)間分為 6 個(gè)小區(qū)間。每個(gè)區(qū)間內(nèi)的電流邏輯關(guān)系不同，從而確定不同相的導(dǎo)通關(guān)斷信號(hào)。在一相電感的上升區(qū)內(nèi)，

2、非導(dǎo)通相電流的交疊點(diǎn)對(duì)應(yīng)了 7.5，15和 22.5三個(gè)特殊位置點(diǎn)，而導(dǎo)通相的電流，遠(yuǎn)大于非導(dǎo)通相注入脈沖的響應(yīng)電流，無(wú)法確定換相點(diǎn)，對(duì)控制算法沒(méi)有意義。因此利用非導(dǎo)通相電流信號(hào)，可以確定導(dǎo)通相的開(kāi)通與關(guān)斷，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通。簡(jiǎn)化磁鏈法位置檢測(cè)的目的就是提供換想邏輯，在電機(jī)單項(xiàng)輪流導(dǎo)通時(shí)，并不需要轉(zhuǎn)子每一位置的信息，只要能夠判斷是否已達(dá)到換相的位置即可。因此只需將積分得到的估計(jì)磁鏈值與對(duì)應(yīng)當(dāng)前電流的換相位置的參考磁鏈值相比較，如果前者大于后者，則認(rèn)為換相位置已到，管斷當(dāng)前相，導(dǎo)通下一相；反之，則認(rèn)為換相位置未到，繼續(xù)導(dǎo)通當(dāng)前相。參考磁鏈的獲得： 換相位置一般都靠近電感最大位置，因此該算法只測(cè)試存儲(chǔ)最大

3、電感位置的磁鏈-電流曲線，然后再乘以一個(gè)小于1的系數(shù)k來(lái)得到對(duì)應(yīng)換相位置的參考磁鏈值。該兩種檢測(cè)方法存在的不足該兩種檢測(cè)方法存在的不足非導(dǎo)通相電流比較法（1）該方法開(kāi)通位置在7.5度，已經(jīng)偏離了想電感底部區(qū)域，處在電感上升區(qū)，因此相電流上升緩慢，起動(dòng)電流偏小，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩偏小。（2）相關(guān)斷位置位于開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)定轉(zhuǎn)子對(duì)齊位置，關(guān)斷相的續(xù)流電流會(huì)產(chǎn)生較大的負(fù)轉(zhuǎn)矩。（3）只能單相輪流導(dǎo)通，并且開(kāi)通角和關(guān)斷角無(wú)法調(diào)節(jié)。（4）該方法直接忽略了運(yùn)動(dòng)反電動(dòng)勢(shì)和繞組電阻壓降對(duì)響應(yīng)電流峰值的影響，因此只適用于轉(zhuǎn)速較低的情況。簡(jiǎn)化磁鏈法（1）只能工作在單相輪流導(dǎo)通模式，因此無(wú)法滿足系統(tǒng)高性能調(diào)速的要求。（2）只適用于

4、高速條件下。針對(duì)不足進(jìn)行的改進(jìn)針對(duì)不足進(jìn)行的改進(jìn)非導(dǎo)通相電感雙閾值法基本原理（1）為避免在關(guān)斷相電流續(xù)流區(qū)間注入檢測(cè)脈沖，必須設(shè)置電流閾值來(lái)確定檢測(cè)脈沖注入時(shí)刻，即當(dāng)續(xù)流電流小于閾值后才開(kāi)始注入脈沖。（2）通過(guò)比較非導(dǎo)通相電感估計(jì)值與預(yù)先設(shè)定的電感閾值大小來(lái)估計(jì)另外兩相的開(kāi)通或關(guān)斷信號(hào)。（3）通過(guò)調(diào)節(jié)電感閾值 和 的大小可以得到不同開(kāi)通、關(guān)斷位置的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，因此可以根據(jù)負(fù)載情況靈活的調(diào)節(jié)電感閾值，以滿足起動(dòng)性能要求。highLlowL針對(duì)不足進(jìn)行的改進(jìn)針對(duì)不足進(jìn)行的改進(jìn)非導(dǎo)通相電感雙閾值法針對(duì)不足進(jìn)行的改進(jìn)針對(duì)不足進(jìn)行的改進(jìn)簡(jiǎn)化磁鏈法（基于能量?jī)?yōu)化控制）基本思想：通過(guò)調(diào)節(jié)第i+1相的開(kāi)通參考磁

5、鏈系數(shù)和第i相的關(guān)斷磁鏈參考系數(shù)，可分別得到下一相開(kāi)通磁鏈閾值和當(dāng)前相關(guān)斷磁鏈閾值。SRM電動(dòng)機(jī)導(dǎo)通角 和關(guān)斷角 ，在相電流i處所對(duì)應(yīng)的磁鏈分別為本文在試驗(yàn)中首先固定 SRM關(guān)斷角，也即固定關(guān)斷角系數(shù) ，其優(yōu)化選擇的范圍為： ；而 SRM 導(dǎo)通角系數(shù) 由 SRD 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的量消耗最小的性能優(yōu)化指標(biāo)在線調(diào)節(jié)。注：改進(jìn)簡(jiǎn)化磁鏈法有基于輸出功率最大，輸出轉(zhuǎn)矩最大，五點(diǎn)磁鏈優(yōu)化 onoff)()(),()()(),(ifiiifiioffoffonon)(ioff9 . 0)(7 . 0ioff)(ion基于最優(yōu)化條件的開(kāi)通角確定方法該兩種檢測(cè)方法存在的不足該兩種檢測(cè)方法存在的不足簡(jiǎn)化磁鏈法（五點(diǎn)法磁

6、鏈優(yōu)化模型）思想：以12/8結(jié)構(gòu)SRM為研究對(duì)象，轉(zhuǎn)子齒距角為45度，每一步的角位移為15度。B相的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)滯后A相15度，C相的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)滯后B15度，A相的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)滯后C15度。A相7.5度對(duì)應(yīng)C相位置信號(hào)的下降沿，A相15度對(duì)應(yīng)B相位置信號(hào)的上升沿，B相7.5度對(duì)應(yīng)A相位置信號(hào)的下降沿,B相15度對(duì)應(yīng)C相位置信號(hào)的上升沿，C相7.5度對(duì)應(yīng)B相位置信號(hào)的下降沿,C相15度對(duì)應(yīng)A相位置信號(hào)的上升沿。改進(jìn)型簡(jiǎn)化磁鏈位置估計(jì)過(guò)程：采集A相繞組的電壓、電流，通過(guò)積分運(yùn)算得到實(shí)時(shí)磁鏈，將實(shí)時(shí)磁鏈值與7.5度位置的特性磁鏈比較，如果實(shí)時(shí)磁鏈值大于同電流下的7.5度位置特性磁鏈，就關(guān)斷C相，再

7、根據(jù)實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速將A相延遲7.5度得到A相的15度特征位置。優(yōu)點(diǎn)：7.5度位置的磁鏈密度比最大位置附近磁鏈密度小，微處理器在處理7.5度位置磁鏈時(shí)實(shí)時(shí)性和精度都要高，并且可是實(shí)現(xiàn)雙拍起動(dòng)。只將7.5度特征位置作為換相位置，作為位置估計(jì)的基準(zhǔn)，而15度特征位置由7.5度位置根據(jù)實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速延時(shí)得到。一些特殊位置和參考量的獲取方法簡(jiǎn)化磁鏈法 參考磁鏈的獲?。杭撮_(kāi)通任意一相，將轉(zhuǎn)子拉至對(duì)齊位置，之后同時(shí)開(kāi)通與之相鄰的兩相，根據(jù)對(duì)稱(chēng)性，這兩相產(chǎn)生的合成轉(zhuǎn)矩為零，轉(zhuǎn)子將不產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)。從而利用磁鏈積分可以計(jì)算出該參考位置的磁鏈電流曲線。非導(dǎo)通相電感雙閾值法 電感值檢測(cè)：無(wú)需外加激勵(lì)源，直接利用功率變換器給非導(dǎo)通相注入高頻檢測(cè)脈沖。由于檢測(cè)脈沖的響應(yīng)電流很小，在轉(zhuǎn)速低時(shí)運(yùn)動(dòng)電動(dòng)勢(shì)，電磁飽和效應(yīng)和繞組等效電阻壓降均可忽略不計(jì)，利用電機(jī)的相電流、相電壓等可測(cè)信號(hào)，來(lái)估計(jì)磁鏈，電感等電磁特性參數(shù)。目前存在的困難1、兩種無(wú)位置傳感器檢測(cè)方法的銜接技術(shù)，缺乏相關(guān)的資料，2、對(duì)于SRM控制方法，僅僅了解了角度位置控制，電流斬波控制，電壓斬波