基于测试线圈的SRM间接转子位置检测技术研究

作     者：陈辉 

作者单位：南京航空航天大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘闯

授予年度：2019年

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主      题：开关磁阻电机 测试线圈 位置检测 调制技术 互感 饱和 

摘      要：开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor,简称SRM)驱动系统中位置传感器处于核心的地位,各种驱动系统根据应用场合选取合适的位置传感器;而目前SRM无位置传感器技术整体上还处于研究阶段,尚无法完全替代位置传感器应用在实际工业场合中。本文主要研究基于测试线圈的SRM间接转子位置检测技术,测试线圈与相绕组并绕在定子齿上,具有良好的环境适应性。位置检测的基本思路是从测试线圈电感中解算转子位置,现有文献基本上忽略了互感和饱和影响针对理想的测试线圈电感进行位置解码,实际工况中互感及饱和的影响都会使测试线圈电感的非线性变得更加严重,因此基于测试线圈电感对称性和周期性的位置解码方法将存在较大误差。本文针对互感和饱和对测试线圈SRM转子位置检测的影响进行分析,并提出消除互感和饱和影响的转子位置检测方法使测试线圈能替代位置传感器符合实际应用需求。在多相测试线圈同时用于SRM转子位置检测时,分析发现相绕组对测试线圈的互感对位置检测影响可以忽略不计,而测试线圈间的互感对位置检测的影响无法忽略,在此基础上提出了两种消除测试线圈间互感影响的方法。第一种方法是在电机起动阶段采用两相测试线圈初始定位,起动后采用单相测试线圈进行四相SRM转子位置检测;第二种方法是通过交错脉冲注入的策略消除互感影响估算转子位置。开关磁阻电机正常运行时不同负载情况下主磁路饱和程度不同,因主磁路和测试线圈磁路共用铁心,主磁路的饱和会使测试线圈电感波形严重畸变,不再具有良好的对称性。为消除饱和对测试线圈位置检测的影响,利用在不同饱和程度下测试线圈最小电感位置始终保持不变的特征,从饱和测试线圈电感中检测最小电感位置,最终估算出与位置传感器相同的离散转子位置信号。在较宽转速范围内空载时最大位置检测误差为0.254°,满载时最大位置检测误差为0.348°,位置检测精度较高。