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新型电流梯度法下的SRM无位置传感器控制系统研究

作　者: 宋安东
导　师: 李珍国
学　校: 燕山大学
专　业: 电机与电器
关键词: 开关磁阻电动机(SRM) 相电流梯度法 脉冲注入法 电流滞环 位置编码器
分类号: TM352
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


开关磁阻电动机(switched reluctancemotor简称SRM)是一种新型调速电机，调速系统兼具直流、交流两类调速系统的优点，是继变频调速系统、无刷直流电动机调速系统之后的最新一代无极调速系统。它的结构简单坚固，调速范围宽，调速性能优异，且在整个调速范围内都具有较高效率，系统可靠性高，被认为是电气传动系统发展过程中的一个里程碑。由于SRM调速系统总是工作在自同步状态，其位置、转速闭环系统都需要转子位置信息。转子位置一般都采用物理位置编码器检测，不仅增加了设备成本和结构的复杂性，也降低了系统的可靠性，同时由于传感器分辨率的限制，使得SRM调速系统性能下降，且有时电机工作的环境不允许安装位置传感器，这些问题促使SRM的无位置传感器控制研究成为一个研究热点。本论文在研究分析了典型的相电流梯度位置估计法和非导通相脉冲注入位置估计法之后，总结了这两种方法中存在的问题，提出一种能够判断电机绝对参考位置的新型相电流梯度位置估计法。所提方法通过对相电流的检测和计算，确定电感最小区域两侧电感开始上升的拐点位置来计算转子转速和参考位置。论文中，分析了SRM的结构特性和工作原理，详细推导分析了所提方法的原理和控制方法；建立了开关磁阻电机的非线性电感模型。最后利用MATLAB软件的M文件搭建了电机的典型双闭环系统和所提的无位置控制系统的仿真模型。仿真结果与理论分析完全吻合，所提的新型电流梯度法能够较为精确的估计转子的位置和转速。并以数字信号处理器TMS320F28335为控制芯片完成了基本控制方法和电流转速双闭环的系统实验，并进行了无位置传感器控制系统的初步实验。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第1章 绪论  10-21
  1.1 开关磁阻电机概述  10
  1.2 无位置传感器控制研究现状  10-19
  1.3 课题研究内容及目标  19-21
第2章 开关磁阻电机及其调速系统运行原理  21-33
  2.1 开关磁阻电机的结构特点和工作原理  21-22
  2.2 开关磁阻电机的基本方程  22-23
  2.3 开关磁阻电机的数学模型  23-28
    2.3.1 开关磁阻电机的线性模型  23-25
    2.3.2 开关磁阻电机的非线性模型  25-27
    2.3.3 开关磁阻电机的准线性模型  27-28
  2.4 开关磁阻电动机调速系统  28-30
    2.4.1 不对称桥式功率变换器  28-30
    2.4.2 控制和检测系统  30
  2.5 开关磁阻电机调速系统的控制模式  30-32
  2.6 本章小结  32-33
第3章 开关磁阻电机的位置估计原理  33-41
  3.1 典型的电流梯度法原理及其系统构成  33-34
  3.2 脉冲注入法估计位置的基本原理  34-36
  3.3 所提位置估计方法原理及系统构成  36-40
    3.3.1 新位置估计方法的提出  36-37
    3.3.2 新位置估计方法的原理  37-38
    3.3.3 新位置估计方法的控制方法和系统结构  38-40
  3.4 确定电机的初始导通相  40
  3.5 本章小结  40-41
第4章 系统仿真与分析  41-53
  4.1 引言  41-42
  4.2 典型SRM控制系统的仿真与分析  42-46
    4.2.1 APC模式下仿真分析  42-43
    4.2.2 CCC模式下仿真分析  43-44
    4.2.3 典型SRM电流速度双闭环系统仿真  44-46
  4.3 新型位置估计法下仿真流程图  46-48
  4.4 新型位置估计法下SRM系统的仿真与分析  48-52
  4.5 本章小结  52-53
第5章 电机系统实验  53-64
  5.1 系统实验平台  53-57
    5.1.1 功率开关器件的驱动电路  53-55
    5.1.2 电流检测部分  55-56
    5.1.3 位置检测部分  56
    5.1.4 控制器TMS320F28335介绍  56-57
  5.2 SRM控制系统实验  57-63
    5.2.1 系统基础实验  57-60
    5.2.2 SRM的双闭环实验  60-63
  5.3 本章小结  63-64
结论  64-66
参考文献  66-70
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果  70-71
致谢  71-72
作者简介  72

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电机 > 特殊电机 > 磁阻电机
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