无位置传感器开关磁阻发电机控制系统研究

传统的开关磁阻发电机(SRG)调速系统中的位置传感器给其推广应用带来了诸多限制,如系统结构的复杂度加大、成本提高、可靠性降低等。本文采用高性能DSP实现数字磁链积分器,然后根据电机的磁链模型,利用磁链、相电流对转子位置进行估算。本控制系统在风力发电实验中证实了位置观测误差小,系统动态特性好,速度调节范围宽。无位置传感器开关磁阻发电机控制系统简单可靠,可实现更有效地利用风能。     

磁链模型的双开关磁阻电机无位置传感器控制

针对开关磁阻电机( SRM)转子位置传感器带来的成本提高、可靠性降低的问题,研究双SRM无传感器控制.利用SRM两个特殊位置的磁链特性,建立非线性磁链解析模型,给出磁链模型中的参数计算方法,提出双开关磁阻电机无位置传感器控制策略.以TMS320F2812 DSP为控制核心,搭建两台18.5 kW SRM控制器,并实现双...     

基于DSP的开关磁阻电机无位置传感器控制

传统开关磁阻电机(SRM)调速系统采用位置传感器,使系统结构的复杂度加大、成本提高、可靠性降低,因此给其推广应用带来了诸多限制.无位置传感器控制直接利用电机的电压和电流信息间接确定转子位置,从而使系统结构更加坚固.这里采用高性能DSP实现无位置传感器控制,首先建立电机的磁链模型,然后利用磁链、相电流对转子位置进行了估算.实验结果证实了位置观测误差小,系统动态特性好,且允许加负载启动,方案简单可靠、有效可行.     

基于电感模型的开关磁阻电机无位置传感技术

基于开关磁阻电机(SRM)的电感模型,提出了一种新的无位置传感技术.在推导无位置传感器相关公式的基础上,构建了无位置传感器控制系统,并对该系统进行了仿真计算,应用FPGA可编程逻辑控制器研制了转子位置估计模块,设计DSP数字信号处理系统实现对开关磁阻电机的控制.实验结果表明该方法能在较宽调速范围内(0～3 000r/min)准确地估计开关磁阻电机的位置.     

开关磁阻电机无位置传感器技术的分析

阐述了开关磁阻电机中取消转子位置传感器的理沦依据，介绍了一种对中小功率开关磁阻电机可行的无位置传感器测量技术方案，同时介绍了一种利用数字信号处理器(DSP)测量SRM静态磁链特性的试验方法，最后结合一个3kW开关磁阻电机的无位置传感器的设计实例，验证了方案的可行性。     

开关磁阻电机无位置传感控制器研究

针对机械式位置传感器增加控制系统复杂性和降低系统可靠性的问题,提出了开关磁阻电机一种新的无位置传感控制器。在建立开关磁阻电机电感模型基础上,推导无位置传感器数学模型,构建无位置传感器控制系统。通过测量激励相电压和电流,估算转子实际位置,采用电流斩波控制方法控制开关磁阻电机低速运行,采用角度位置控制方法控制开关磁阻电机高速运行。对该无位置传感系统进行仿真,并实现了对开关磁阻电机无位置传感器的控制。实验结果表明该方法能在较宽调速范围内准确地估计开关磁阻电机转子位置。     

基于支持向量机的开关磁阻电机转子位置估计

开关磁阻电机具有结构简单、工作可靠、效率高和成本较低等优点,在很多领域都显示出强大的竞争力,但是位置传感器的存在不仅削弱了开关磁阻电机结构简单的优势,而且降低了系统高速运行的可靠性,增加了成本.针对这一问题,提出了基于支持向量机的开关磁阻电机转子位置估计新方法.该方法针对开关磁阻电机的非线性,利用支持向量机泛化能力强以及能够较好地解决小样本学习问题的特点,通过离线学习的方法形成一个理想的支持向量机结构来实现电机电流、磁链与转子位置之间的非线性映射,实现开关磁阻电机的转子位置估计.仿真及实验结果表明,该方法能够实现电机转子位置的准确估计,进而实现开关磁阻电机的无位置传感器控制.     

基于DSP的开关磁阻电机磁链特性检测与神经网络建模

基于实测磁化曲线提出一种开关磁阻电机小波神经网络磁链模型.设计了基于DSP的开关磁阻电机磁链特性检测系统,在上位机中采用离散方法计算磁链值,获得不同角位置下的电机磁化曲线族;利用实测磁链特性建立神经网络模型,选择Mexican hat小波函数作为隐层激励函数,采用下降梯度法对网络进行训练以确定模型参数.仿真结果表明,所...     

基于磁链级数模型的开关磁阻电机无位置传感器控制

利用两个特殊位置的磁链模型,建立了较为精确的开关磁阻电机(SRM)非线性解析模型。与需要大量磁链数据的传统建模方法相比,容易实现且计算效率高。在此基础上提出了开关磁阻电机位置检测方法,并开发完成了一台15kW三相12/8极无位置传感器SRD样机。实验结果表明,该系统具有较好的动态特性和较高精度,系统最大位置检测误差≤2°。     

基于DSP的无位置传感器开关磁阻电机调速系统

在交直流调速传动系统中,开关磁阻电机调速系统由专用电机和与其配套的控制装置组成.开关磁阻电机调速具备高效调速等许多卓越的特性.本文提出了一种采用DSP控制的无位置传感器开关磁阻电动机调速系统,该系统不使用位置传感器就可实现对电机的速度控制.该系统选用16位定点数字信号处理器TMS320LF2407作为系统的控制核心,实现了在很宽范围内较高的效率和优良的调速性能.     

三相开关磁阻电动机电磁场有限元分析

基于有限元分析软件ANSYS,对三相(6/4)开关磁阻电动机的二维电磁场进行了系统的分析,计算出电机在不同转子位置角和电流下的磁场分布、磁能和静特性,为开关磁阻电动机的设计、建立非线性模型以及控制策略的研究提供了可靠依据.     

基于等效磁网络法的混合励磁双定子磁悬浮开关磁阻电机建模研究

提出了一种混合励磁双定子磁悬浮开关磁阻电机(BSRM)的等效磁网络模型,此模型可以分析电机悬浮和转矩绕组的磁链、电感及悬浮力和转矩等静态特性。等效磁网络法(EMN)不仅能保证一定的精度,而且比有限元法(FEM)节省时间。基于一种24/16/8极混合励磁双定子BSRM建立EMN模型,推算出电机定转子齿部、轭部以及气隙磁导的计算公式。建立矩阵方程,求解出各部分的磁通密度,进而求出悬浮和转矩绕组的磁链、电感以及悬浮力和转矩特性,和FEM求解的结果进行对比。可以发现EMN模型求解出的电磁特性和FEM分析的结果吻合效果很好,进一步证明了所建模型的有效性。     

盘式开关磁阻电机临界重叠位置磁化曲线计算

针对三维有限元方法分析轴向磁场盘式开关磁阻电机时计算机配置要求高、耗时长及不适于电机的优化设计和基于定转子极中心线对齐位置和定子极中心线和转子槽中心线对齐位置这两个关键位置的磁路法计算精确度不高等问题,对转子齿前沿和定子齿前沿重叠位置即临界重叠位置处磁化曲线进行解析计算.利用三相6/4极和12/8极轴向磁场盘式开关磁阻电机的有限元仿真结果及磁阻最小原理划分该位置处磁链并进行计算,推导出该种电机临界重叠位置处磁化曲线,并与三维有限元方法的计算结果进行对比.分析结果表明,此种解析法的计算精确度符合要求.计算结果验证了解析分析计算的正确性.     

12/8极双通道开关磁阻电机非线性数学模型与有限元分析

与传统的12/8极开关磁阻电机不同,双通道开关磁阻电机线圈之间采用一对极绕组反向串联的结构形式,由两套独立的功率电路驱动形成新型的双通道控制系统,该系统能够实现容错控制以提高可靠性.本文在分析双通道开关磁阻电机原理和结构的基础上,建立了电机每个通道绕组的磁路等效数学模型,在一个相周期内对磁路各部分磁导进行了详细分解计算,确定了以磁导表示的磁通矩阵,推导出绕组自感及各相之间互感的计算方法.该模型考虑了电机轭部磁路和材料非线性磁饱和的影响,提高了模型的实用性.有限元分析结果验证了该数学模型的正确性.     

新型混合励磁磁悬浮开关磁阻电机基础研究

为了实现磁悬浮开关磁阻电机(BSRM)转矩和悬浮力的自然解耦,提出了一种新型混合励磁磁悬浮开关磁阻电机(HEBSRM)。新型HEBSRM由12/14极BSRM、环形永磁体和径向磁轴承三部分组成。12/14极BSRM的转矩极和悬浮极之间嵌有隔磁环,使转矩磁通路径完全独立于悬浮磁通路径,从而在结构上实现转矩与悬浮力解耦。此外,详细推导了电机径向悬浮力的数学模型,并且通过有限元分析验证了新型HEBSRM结构的合理性。     

开关磁阻电机RBF神经网络电流控制

开关磁阻电机(SRM)具有结构简单、成本低、控制灵活等优点,尤其组成的调速系统具有交、直流调速系统所没有的优点。但由于电机本身的非线性电磁特性,导致了其转矩脉动比其他传动系统严重,因此如何控制好转矩成为关键,而转矩控制最终要通过控制电流来实现。对8/6结构SRM的绕组磁场特性及电感进行分析,构建了基于3层结构的径向基函数(RBF)神经网络的SRM电感模型,该模型算法简单并能较好地反映SRM电感非线性模型;依据该模型提出了一种自调节的电流控制方法,该方法通过已建立的SRM电感模型动态调节PWM的占空比,克服电感对电流的影响。实验结果证明,该方法使实际电流很好地跟随给定电流,有效减小了电流波动,取得了良好的电流控制效果。     

双通道开关磁阻起动/发电机系统建模与仿真

针对双通道开关磁阻电机运行时两个通道存在强烈电磁耦合的特点,提出一种双通道开关磁阻电机的建模方法.基于有限元模型,对双通道开关磁阻电机的磁场进行有限元分析,建立考虑互感耦合影响的双通道开关磁阻电机的非线性数学模型,对电机在不同工作模式下的稳态和动态特性进行对比仿真分析.搭建以功率变换器和DSP为核心的控制系统实验平台,...     

开关磁阻无刷发电机相电流解析分析

给出了开关磁阻无刷发电机的相电路基本方程,分析了基于不饱和磁路条件的相磁链、相电感和相电流。     

基于自举电路的开关磁阻电机初始位置估计方法

开关磁阻电机的转子必须与电机磁场保持同步才能保证电机的正常运行,因此对转子位置信息的准确检测非常重要。提出一种基于自举电路的开关磁阻电机初始位置估计方法,通过给自举电路中的电容充电,向各相绕组中注入诊断脉冲电流,根据各相诊断电流峰值和转子位置的关系,判断转子所在区间。该方法不依赖电机的具体电感模型,对控制系统带宽要求较低,无须电流闭环控制,检测过程不会造成电机转子的附加位移。阐述了利用自举电路检测开关磁阻电机初始位置的基本原理,给出了自举电路相关元件的选取原则,通过实验验证了所提出方法的有效性和实用性,并对引起误差的原因进行了分析。     

基于MEA-BP神经网络的开关磁阻电机静态电磁特性建模

建立精确的开关磁阻电机（SRM）模型对于改善SRM的性能和控制效果有着重要的影响。针对SRM运行时磁路的高度饱和和严重非线性问题,提出了基于思维进化算法（MEA）优化的反向传播(BP)神经网络算法的SRM非线性模型。利用ANSYS Maxwell软件建立了四相8/6极SRM模型并进行有限元计算,通过仿真和试验值的对比验证了该模型的精度比未经MEA优化的BP神经网络模型更高,可以更好地反映SRM运行时的磁链特性和转矩特性,且具有较好的泛化能力。