SRM间接位置检测技术和微步驱动抑制转矩脉动的理论研究

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开关磁阻电机(SRM)电机以其结构坚固,成本低廉、控制灵活等优点引起人们越来越多的关注,其在工业上的应用很有前景。但是SRM的物理位置传感器的存在使得SRM的应用范围受到限制。转子位置传感器的存在影响了电机控制系统的高速性能、可靠性和成本,所以研究间接位置检测技术是开关磁阻电机系统研究的重要课题之一;但其还是存在一个主要的问题,即转矩脉动及其引起的噪声,这也是开关磁阻电动机没有被广泛应用的主要原因,抑制转矩脉动已成为热门课题之一。 本文首先介绍了研究无位置传感器SRM和抑制转矩脉动的意义,分析了开关磁阻电机的结构和运行原理,并对国内外的SRM间接位置检测技术的研究动态做了详细的整理和分析。研究了基于电感模型的一种间接位置检测技术和基于微步驱动抑制SRM转矩脉动的理论知识。首先对基于电感模型的间接位置检测技术进行了理论分析,通过实时从被激励相检测电压和电流值,并将其代入动态数学模型,通过解算数学模型就可以获得转子位置信息。并提出了判定启动相的方法,消除启动时可能出现的不稳定现象。介绍了基于TMS320LF240的控制电路、功率电路、检测电路在内的SRM驱动系统的硬件设计以及驱动系统的控制软件设计;在借鉴步进电机微步驱动思想的基础上,提出了一种用于抑制转矩脉动的开关磁阻电机控制系统的设计方案。通过细分绕组换相时刻电流使通电绕组在空间合成转矩矢量,控制电流大小维持转矩幅值基本恒定,从而减小转矩脉动。最后采用MATLAB7.1软件作为仿真工具,对SRD系统的转子位置估算方法和抑制转矩脉动进行了仿真研究。
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