开关磁阻电机(sRM)的位置闭环有别于步进电机传动系统，其转子位置信号是各相主开关器件正确进行逻辑切换的根据。准确检测出转子位置反馈信号对确保SRM达到预定性能指标具有十分重要的意义。然而SRM引入直接位置传感器带来的消极因素是：增加了sRM结构的复杂性；增加了成本和潜在不稳定性；受传感器分辨率的限制，SRM调速系统性能下降；所用传感元件的数目也因相数的增加而增多，既增加了系统结构的复杂性，又给安装、调试带来不便，特别是大大降低了可靠性¨J。因此，有必要探索和研究无位置传感器检测方案。间接位置检测技术大致可分为：注入脉冲信号法旧J、状态观测器法HJ、磁链法和信号能量测量法等。上述方法各有优缺点。较理想的间接位置检测技术只需检测相绕组的已知量(如电压、电流)，而不需要增加额外的硬件。本文提出一种新的检测技术：通过检测被激励相的电压和电流就可实现位置检测。该检测技术需要SRM的动态数学模型，实时从被激励相检测电压和电流值，并将其代人动态数学模型，通过理解数学模型就可获得转子位置信息。
基本原理本文提出的检测技术需要sRM驱动系统的电感数学模型。动态数学特性可以通过解一维非线性方程获得。电感数学模型的精确性取决于电压模型中的电感项，而电压模型是基于电机静态特性和其它机械常量(如转动惯量和摩擦系数)建立的。通过以下数学模型，可以解释所提出检测技术的原理。
硬件设计实验样机连接一台直流发电机负载。功率变换器为带有电流滞环控制的不对称半桥线路。控制器为TI公司的TMs320F240DsP处理器。采用汇编语言编程。采用霍尔效应传感器检测相电流。为了比较估算的转子角位置信号与实际位置信号，采用一个光敏式位置传感器。
起动时，按顺序为每一相加一窄脉冲。当电流达到事先规定的电流阀值时，DsP记录下电流上升到阀值所需的时间来确定当前工作的相。由于因速度引起的运动电动势为零，所以电流的上升时间只取决于相电感。
软件设计在电机恒速下运行时，测量相电压和相电流。当主开关导通时，测得的被激励相电压为+V；当主开关关断时，测得的相电压为一V(V表示直流供电电压)。测得某一时刻的电流值后，可计算出式(12)中系数o、6、c、d和e的值，进一步解式(12)就可得到转子角的数字解。采用二等分法解式(12)，可使计算出来的转子角处于较高的精度范围。
为了验证间接位置检测技术的性能，分别对相电流、相转矩和其它的机械特性(如转速和转子角位置)进行仿真。仿真步长时间为10斗s。通过被激励相的相电流和估算的转速，可算出式(12)中各项系数，进而通过式(12)解算出转子位置角。转子位置的实际值是事先规定的，很容易比较估算值和实际值的差异。
相邻2相无重叠区在仿真中，导通角为15。，这样相邻的2相才没有重叠区。每一相开通角为7．5。，关断角为22．5。。在导通角区问，进行转子角位置估算。当某相开始导通时，估算的转子角从零值重新开始直到15。，这时开始进行相交换，下一相的导通角打开。仿真获得的转子角度为一系列幅值为15。的三角波形。图2示出了¨。=12V、参考电流为60A、负载为3．8N·m、转速为75r／min时实际位置与估算位置的比较；图3示出在电压、电流、
系统分析
(1)精度：估算出的转子角精度主要取决于所建立的数学模型的精度和所测量的相电流的精度。数学模型的误差并不明显，因为通过电感模型和实验方法获得的静态特性较一致。采用一个精度为1％的霍尔效应传感器测量被激励相的电流。测量时须考虑功率变换器的开关噪声，因为这会影响估算位置的精度。
(2)分辨率：本文的间接位置检测技术的分辨率主要取决于被激励相电流的采样速率。在仿真中采样速率为100kHz，这样仿真结果分辨率为0．06。。采样间隔取决于控制器采样电流的时间和计算式(12)中系数所需时间与最终求解式(12)得出估算转子角所需的时问。由于DsP的时钟频率非常高，在50ns内就可完成所有指令，因此10¨s的电流采样时间就足够了。
(3)速度范围：由于提出的动态方程适用于所有速度范围，所以文章建立的问接位置检测技术也适用于全速范围，即适用于从静止起动到几倍于基速的范围。
本文提出了一种新的基于电感模型的间接位置检测技术，其主要优点是只需检测相电流而不需增加额外的硬件，不需要查表，不需要进行复杂的运算。仿真结果证实了该方案的实用性和可靠性，极大地提高了检测位置的精度，分辨率达到3％，可满足实际工程的需要。1
ADAMS是美国MDI公司(Mechanical Dynamics Inc.)开发的机械系统动力学仿真分析软件。利用ADAMS软件，用户可以快速方便地创建完全参数化的虚拟样机模型，并可以进一步了解各种 电感器|电感厂家|色码电感|工字电感 新闻摘要: 电感器是很常用的电子元件，在电路中需要附属电容一起使用的，电感的封装形式比较广，本公司专业是插件电感和贴片电感，欢迎来电咨询。 电感器是能够把电能转化 近几年，人工特异材料(metamaterials)因其奇异的电磁特性及广泛的应用而成为国际上一个热门的研究领域[1-12】。人们重点研究的特异材料主要有两类：一类是介电常数与磁导率同时
上一篇： 阿列纽斯方程与电感镇流器的耐久性测试
下一篇：功率电感器
1/2 1 2 下一页 尾页 |
