开关磁阻电机磁链特性检测与位置信号估计

针对开关磁阻电机磁链检测过程复杂、实现困难的问题,提出一种基于dSPACE在线磁链特性检测系统。利用SIMULINK建立磁链计算模型,应用ControlDesk丰富的虚拟控件在线优化模型,采用阶跃电压法,简便快速检测磁链特性。针对开关磁阻电机简化磁链位置估计方法中换相位置不好确定、位置估计精确度低的缺点,提出一种基于特征位置磁链特性检测的改进型简化磁链位置估计方法。以相电感曲线的交点为特征位置,该位置磁链密度不高,因而该方法比传统的简化磁链位置估计方法精确度高。为减小电机加工工艺误差对特征位置磁链特性检测的影响,引入算术平均值的方法。实验结果验证了该磁链特性检测和改进型简化磁链位置估计方法的有效性。     

开关磁阻电机在位置检测技术中的应用

为提高位置传感器的环境适应性,拓宽开关磁阻电机的应用范围,本文提出了一种将开关磁阻电机作为位置传感器来实现位置检测的方案,它可以为另一台所需要控制的开关磁阻电机提供实时的转子位置信息。本文以12/8结构的开关磁阻电机为例,通过外部注入高频脉冲信号,利用幅度调制的方法对脉冲响应电流进行调制,经信号调理后的调制波可通过交截比较直接得到各相的位置检索脉冲信号。本文设计了检测电路,最后通过实验验证了该方法的可行性。     

基于简化磁链法的SRM无位置传感器的研究

为了提高开关磁阻电机(SRM)调速系统的适用范围,在直接转矩控制SRM的条件下,提出了一种基于简化磁链法的转子位置辨识方法。选取一条特定位置的电机磁链特性曲线,通过神经网络对磁链特性曲线进行拟合,与检测的实时磁链比较,输出比较脉冲信号,编译脉冲信号得到转子位置角。在MATLAB/Simulink环境下搭建了SRM转子位置辨识控制模型,对简化磁链法转子位置辨识进行了仿真。结果表明了简化磁链法能够简化控制系统,提高系统的可靠性。     

同步磁阻电机磁链观测无传感器控制

针对同步磁阻电机铁心饱和以及直轴与交轴的交叉饱和现象严重,传统的无位置传感器控制方法往往难以实现高性能控制的问题,提出一种考虑铁心饱和现象、基于磁链观测法的同步磁阻电机无传感器控制策略,利用查表法实时获得不同工况下的电感参数,可实现电机无传感器的转子位置闭环控制。利用同步磁阻电机电流模型和电压模型观测定子磁链,将2种模型下观测的磁链误差通过矫正环节调节电压模型观测的磁链值,使得该磁链误差趋近于0,从而观测到准确的定子磁链。通过仿真与实验验证了所提出无传感器控制方法的有效性及优良的控制性能。     

开关磁阻电动机非线性磁链模型

由于开关磁阻电机磁路的不规则和局部区域磁场的严重饱和,物理的解析方法建立其磁链模型是非常困难的.该文提出了一种数学拟合的非线性解析建模方法,它依靠开关磁阻电机全域的磁化特性拟合解析的磁链模型.并依靠最小二乘法来确定磁链模型的参数,从而保证了非线性磁链模型将能反映开关磁阻电机全域的磁化特性.最后给出的本模型和其它两种磁链模型求解静态转矩特性的仿真比较证实了本模型的有效性.     

新型同步开关磁阻电机无位置传感器控制

结合开关磁阻电机与同步磁阻电机的优势，提出了一种同步开关磁阻电机(SSRM)。使用高频注入法实现无位置传感器控制，SSRM交叉饱和现象严重，传统的高频注入法因忽略了局部磁饱和而产生较大的转子位置估计误差。提出一种交叉饱和电感补偿算法，通过有限元仿真获得不同电流下的电感参数，引入交叉饱和系数，对高频q轴电流分量进行补偿，修正局部磁饱和引起的d轴位置观测误差，通过实验验证了该无传感器控制方法的有效性。     

基于典型位置电感的开关磁阻电机无位置传感器控制策略

针对开关磁阻电机实际工作中因磁路饱和导致位置检测不准确的问题,提出了一种基于典型位置电感的开关磁阻电机无位置传感器控制策略。该方法在电机运行时,向非通电相注入高频脉冲电流,获取全周期定子电感信息,利用各相电感值及其大小关系检测转子的典型位置点,再由相邻两点的位置计算电机转速,进一步估算转子在任意时刻的位置。由于所选取的位置点的电感特征受磁路饱和影响较小,该方法提高了开关磁阻电机无位置传感器控制中实时位置的估算精度。通过仿真与实验验证了所提方法的有效性。     

基于特殊电感开关磁阻电机无位置传感器控制

针对开关磁阻电机(SRM)引入位置传感器导致系统复杂,全周期不饱和电感方法因磁链饱和导致检测位置不准的问题,提出基于特殊电感SRM无位置控制方法。在电机运行中,对非导通相注入高频脉冲,计算各相电感随时间变化率的最小值来检测特殊电感位置点,根据相邻两个特殊电感位置点估算电机转速,继而得到并更新电机转子位置。最后在该方法基础上分析电感不对称情况下估计转子位置的策略。仿真和实验验证表明,在电机运行过程中可以精确估计出转子的位置,验证方法的有效性。     

基于简化磁链模型的SRG自励发电

提出了一种开关磁阻发电机(SRG)磁链解析模型,通过傅里叶变换和反正切函数拟合,仅需要5个特殊位置磁链参数即可建立较为精确的SRG磁链模型,同时给出了该简化磁链模型下的电压方程和转矩方程.与需要大量磁链数据的传统建模方法相比,本方法容易实现且计算效率高.利用该方法建立了SRG自励发电模型,研究了SRG自励发电性能,通过实验测得的电压、电流及其他一些特性曲线验证了这种新型建模方法的正确性.     

一种开关磁阻电机非线性磁链与转矩建模方法

开关磁阻电机(SRM)由于磁化曲线高度饱和非线性的特点,造成传统的电机性能分析和建模方法很难运用到SRM中。根据SRM磁链曲线的特点,提出了一种带修正因子的反正切函数来建立SRM模型的方法。在获得SRM 5个特殊转子位置处的9个磁链数据点的基础上,利用傅立叶级数分解和反正切函数来拟合SRM的磁链特性,并推导出电感和电磁转矩模型。该模型函数表达式简单、系数修改方便、计算精度高,并且能够直观的反映SRM的磁链、电感和转矩变化情况。以一台550 W、6/4极SRM为例,进行了仿真与实验比较,结果表明该模型能够很好的反映SRM的实际工作状况,验证了所建模型的精确性和有效性。     

遗传优化的最小二乘支持向量机在开关磁阻电机建模中的应用

针对开关磁阻电机的非线性磁链特性,用最小二乘支持向量机(least square support vector machine,LSSVM)与自适应遗传算法相结合的方法精确构建开关磁阻电动机的磁链模型。在最小二乘支持向量机通过采样数据训练模型的过程中,用自适应遗传算法评价拟合误差,优化LSSVM模型的超参数,进而优化开关磁阻电机的磁链模型。通过比较该模型的预测数据与实际测量数据,可以得出用自适应遗传算法优化的最小二乘支持向量机构建的开关磁阻电机模型是可行的,有较高的精度和较好的预测能力。     

宽转子无轴承开关磁阻电机的计及磁饱和径向力模型

针对无轴承开关磁阻电机现有的基于无磁饱和假设的数学模型只适用于未磁饱和工况的缺点,为宽转子单绕组无轴承开关磁阻电机建立了一种可以计及磁饱和影响的全周期径向力数学模型。首先依据该电机的磁场有限元分析结果,基于麦克斯韦应力法求出了径向力关于气隙磁密的表达式;然后对铁心材料的非线性磁化特性进行拟合,再根据该电机的等效磁路计算了计及磁饱和影响的气隙磁密;之后建立了该电机的径向力模型,并在对比分析了边缘气隙磁密和主气隙磁密对径向力的影响后,对所建径向力模型进行简化,以减小计算量和复杂度。最后利用三维有限元分析进行验证,结果表明所建径向力模型对该电机未磁饱和、部分磁饱和以及完全磁饱和工况均适用。计及磁饱和的全周期径向力模型的建立,可以为电机运行特性分析、本体优化设计以及控制策略研究提供更准确的理论参考。     

PSO优化的SVM在开关磁阻电机建模中的应用

针对开关磁阻电机的非线性、高度饱和的磁链特性,用支持向量机(Support Vector Machine,SVM)精确构建开关磁阻电动机的磁链模型。支持向量机的惩罚系数C和RBF核函数的σ对模型的精度影响很大,用粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)算法对SVM模型的参数优化,进而得到相对最优开关磁阻电机的磁链模型。通过与样机实测数据比较,验证PSO优化的SVM构建开关磁阻电机模型的可行性。通过与传统神经网络比较,证明了所建的模型具有鲁棒性好、泛化能力强、模型精度高和学习速度快等优点。     

开关磁阻电机的非线性建模转矩估计研究

开关磁阻电机(SRM)的双凸极结构使其电磁特性呈高度非线性,本文在对SRM磁化特性曲线(θ,i)分析的基础上,采用了一种倒数函数来建立SRM模型的方法.在获得SRM特殊转子位置处的磁链数据点的基础上,利用傅里叶级数分解和倒数函数来拟合SRM磁链特性,进而推导出电磁转矩模型.本文借助Matlab软件,搭建了开关磁阻电机直接瞬时转矩控制(DITC)的非线性建模转矩估计系统模型,并进行了仿真,仿真结果表明该模型能很好反映实际的电磁转矩,验证了所建模型的准确性和有效性.     

开关磁阻直接驱动式电机非线性建模研究

本文根据开关磁阻直接驱动式电机磁链特点 ,选取适当的电流和位置角的函数 ,利用最小二乘法拟合了电机磁链的数学模型。通过 MATLAB仿真研究 ,对有限元方法和此模型计算的磁链进行了比较 ,结果证实了建模的可行性。     

无轴承开关磁阻电机径向电磁力模型

针对现有无轴承开关磁阻电机数学模型忽略磁饱和或对磁饱和考虑不充分的不足,将麦克斯韦张量法和磁路分析法结合起来,提出了一种计算无轴承开关磁阻电机径向电磁力的方法.该方法考虑了电机运行过程中磁饱和以及转子的偏心位移,能够准确的描述电机径向电磁力的特性,为电机运行状态的离线分析和电机的设计提供了更为可靠的理论依据;该模型同时为无轴承开关磁阻电机电磁振动和噪声的预测与控制提供了理论依据.以一台实验样机为例,建立了考虑磁饱和的无轴承开关磁电机有限元分析模型.仿真结果证明了该解析模型的有效性.     

双处理器实现无位置传感器开关磁阻电机控制

介绍了针对开关磁阻电机的调速控制系统无位置传感器系统磁链计算实时要求,提出了采用双处理器的开关磁阻电机控制系统方案.该方案采用双口RAM实现DSP和单片机之间的数据交换.目的在于充分发挥DSP和单片机系统各自优势,实现开关磁阻电机绕组磁链的精确计算.实验结果表明,该方案可行性,能够实现开关磁阻电机的无位置传感器控制.     

无位置传感器开关磁阻电机缺相故障位置检测

提出了一种基于双电流阀值电感分区的开关磁阻电机无位置传感器缺相诊断和位置估计的方法。通过设置双电流阀值对电感周期进行分区,在电机驱动运行时,对非导通相注入高频脉冲,通过比较脉冲电流幅值与高、低电流阀值的关系,估计出位置检索脉冲信号,当电机发生缺相故障时,通过检测位置检索脉冲信号边沿触发顺序来诊断缺相故障,并利用正常相的电磁信息实现转子位置的估计,最后通过缺相故障模拟实验,验证了该缺相故障下位置估计算法的正确性和可行性。     

开关磁阻直接驱动式电机非线性建模研究

本文根据开关磁阻直接驱动式电机磁链特点，选取适应的电流和位置角的函数，利用最小二乘法拟合了电机磁链的数学模型，通过MATLAB仿真研究，对有限元方法和此模型计算的磁链进行了比较，结果证实了建模的可行性。     

基于半周期激励法的SRM磁链特性测量

针对现有开关磁阻电机磁链特性的几种测量方法及其存在的问题,提出一种半周期激励的在线测量磁链特性方法,该方法无需了解电机具体参数,通过构建基于DSP的在线检测系统,在测量前对磁链等效电阻核准和优化,最后在上位机中采用离散方法计算磁链值,从而获得不同角位置和电流时的电机磁化曲线族。最终通过实验验证了理论的正确性与实用性。