Sensorless control of SRM based on a simple expression of magnetization characteristics

Switched reluctance motors (SRM) have a simpler and more rugged construction than conventional ac motors, and hence are suitable for low‐cost variable‐speed drives in many industrial applications. However, the need to use a traditional position sensor for their control is one of the disadvantages of SRM from the standpoints of cost, size, and reliability. For practical use, there is a need for sensorless drive of SRM. This paper describes position‐sensorless control of SRM based on a simple expression of their nonlinear magnetization characteristics. Successful experiments using a 1.5‐kW, 5400‐rpm SRM with a 6/4 pole configuration have verified the practicability of the proposed sensorless control scheme. © 2001 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 137(2): 52–60, 2001     

电动车开关磁阻电机驱动和保护控制策略研究

传统开关磁阻电机(SRM)起动时采用电流斩波控制(CCC),中高速阶段采用角度位置控制(APC)对转速进行调节。但在电动车领域的SRM驱动控制中,通常采用基于脉宽调制(PWM)控制的方式来实现电机的开环调速。在传统SRM控制方式的基础上,提出了一种动态斩波的起动方式以及一种PWM控制与APC控制相结合的中高速运行的综合控制策略,可确保电机在不同负载下平稳起动、瞬间提速和稳定运行。与此同时,对控制器保护环节中最为关键的过流保护和堵转保护进行了设计,提升了整个驱动系统的可靠性。为了验证所提驱动控制策略和保护方法的可行性,在以STM32F103处理器为控制核心的控制器和1台12/8结构电动车SRM上进行了系统的试验。试验结果表明在该控制算法下,电机能够快速起动和稳定运行,且能检测到故障并及时保护,证明了该算法的正确性。     

开关磁阻电机双向控制系统的研究

研究了一种新型开关磁阻电机双向控制系统,介绍了开关磁阻电机的发电,电动工作原理.基于电动汽车的运行特点.分析了其数学模型,并确定控制策略,采用H桥式功率主电路,运用电流和电压两种斩波控制方法.最后对样机进行实验研究,在电动和发电两种状态,系统运行稳定、性能良好,从理论和实践上为电动汽车的制动能量的回收提供了可行性方案.     

基于角度控制的开关磁阻电动机模糊控制系统

提出了一种基于数字信号处理器(DSP)的开关磁阻电动机模糊控制系统。该系统充分利用DSP的运算能力及其丰富的内部资源，简化了系统的硬件结构，并采用了模糊角度控制与电压斩波相结合的控制方式。实验结果表明，该系统具有良好的运行特性。     

基于PWM的开关磁阻电机直接瞬时转矩控制

针对开关磁阻电机(SRM)转矩脉动过大的问题,提出一种结合直接瞬时转矩控制(DITC)和脉宽调制的控制方法。该方法依据SRM的转矩特性进行扇区划分,将三相SRM的一个电角度周期划分为9个扇区;同时给出转矩滞环大小的选取原则,在运行时能自适应地调整滞环大小。此外,不同于传统DITC,在每个采样周期内只选取基础电压矢量进行控制,该方法根据运行状况以及优化后的导通规则对每相电压占空比进行实时调整得到合适的电压矢量。通过Matlab/Simulink仿真及实验样机平台验证,证明了所提方法可以解决传统DITC存在的电流脉动大等诸多缺陷,并使DITC适用于较低的转矩环采样频率,在开关磁阻电机型电动车研制领域具有较高的应用价值。     

一种针对高速开关磁阻电机数字控制器的研制

开关磁阻电机(SR电机)转子上无线圈和永磁体,较适合于高速运行.介绍一种针对高速开关磁阻电机的数字控制方法,设计了以C8051F120为控制核心的数字控制器,包括硬件和软件,实现了SR电机高速运行时的调角度控制和电流斩波控制(CCC)相结合的控制方法,实验结果表明该数字控制系统简单并具有优良的性能,达到了高速电机控制的运行要求.     

基于MCF5213的开关磁阻电机控制系统设计

以MCF5213为数字控制器核心,设计了开关磁阻电机控制系统。该系统充分利用MCF5213的运算能力及其丰富的内部资源,简化了系统的硬件结构,采用角度控制与电压斩波相结合的控制方式。试验结果表明,该系统具有良好的运行特性。     

在线建模的开关磁阻电机四象限运行无位置传感器控制

基于在线建模提出了一种开关磁阻电机无位置传感器控制方法。建立了以相电流和磁链为输入、转子位置角度为输出的径向基神经网络模型,以轴编码器实时获得的转子位置角度为学习样本,对开关磁阻电机进行了在线建模。提出了静止状态下激励脉冲法与运行状态下滑模观测器相结合的四象限运行无位置传感器控制策略,实现了电机无传感器运行。实验结果表明,电机转子位置估计误差小于2,象限间切换可靠,具有良好的动态和静态性能,为大功率开关磁阻电机无传感器控制提供了一种易于实现的方案。     

基于RBF的无位置开关磁阻电机控制系统

与传统交流电机驱动系统相比,开关磁阻电机( SRM)具有结构简单,成本低,效率高等优点.但由于电机本身的电磁特性呈现复杂的非线性,采用传统的线性控制方法如PI,PID控制策略很难取得较好的控制效果.基于局部逼近神经网络-径向基函数(RBF)网络,建立了SRM磁特性模型,设计了一套以18.5 kW三相(12/8)SRM为...     

非线性模型的开关磁阻电动机转矩脉动抑制

针对开关磁阻电动机SRM(Switched Reluctance Motor)转矩脉动大的问题,基于SRM的磁化特性,分析了SRM的非线性模型.采用Matlab/Simulink仿真软件,对SRM、功率变换器及其控制系统建立了动态仿真模型,并用模糊控制器对SRM的关断角进行实时补偿,实现SRM关断角自动调节,达到减小转矩脉动的目的.仿真实验中,转矩脉动系数从补偿前的0.673 0降低到补偿后的0.257 4,证明了该方法的可行性和有效性,为实际SRM控制系统的设计和调试提供了有效的手段和工具.     

基于Matlab/Simulink的开关磁阻电动机数字仿真

提出了以傅立叶级数为基础的开关磁阻电动机(SRM)的电感模型。计算结果与实际测量结果吻合,验证了该模型的准确性和适用性;同时运用该电感模型建立了开关磁阻电动机的非线性模型,并用于电机控制方式的研究,进一步验证了非线性模型的正确性。在建立非线性模型的基础上,对SRM的关断角进行优化,仿真结果符合优化的结论。     

基于APC控制的开关磁阻电机性能分析

针对开关磁阻电动机二维有限元计算考虑端部效应问题,为提高其电磁场的计算精确度,根据开关磁阻电动机(SRM)性能及其系统的结构特点,搭建了SRM及其控制系统的整体模型,在电磁场基本理论的基础上,采用有限元法对角度位置控制( APC)控制下的SRM的电磁场进行了数值研究.在理论计算的基础上得出了SRM的输出转矩、相电流波形以及磁链等参量的变化曲线,并对其进行了详细地分析,同时将数值计算结果与实测结果进行比较,验证了二维仿真中考虑绕组端部磁场影响的模型的合理性,为SRM性能优化及温升和噪声地研究提供了理论依据.     

开关磁阻电动机微步位置伺服控制

根据开关磁阻电动机自身特点，对开关磁阻电动机位置伺服系统进行了理论分析。首先针对开关磁阻电动机步进角较大以致影响其定位精度的缺点，提出了微步控制方法，从而使电机步进角减小，提高了定位精度。其次对开关磁阻电动机位置伺服系统进行了分析，并且对位置闭环的模糊控制器进行了设计。仿真结果表明该方法不仅提高了位置控制系统的定位精度，而且可以有效地抑制电机转矩脉动。     

基于DSP的开关磁阻电动机高效调速系统

从能量转换的观点出发,利用模糊神经网络进行开关磁阻电动机(SRM)的非线性建模,得到了SRM开关角度最优控制规律。以TMS320LF2407A数字信号处理器为控制核心,设计开发了具有智能控制方法的高精度SRM系统。试验结果证明,该系统结构简单、可靠,运行效率高,具有很好的静、动态特性。     

开关磁阻电机固定频率预测电流控制策略

针对开关磁阻电机(SRM)传统电流斩波控制(CCC)开关频率不固定、电流跟踪效果差的问题,提出了一种固定频率的无差拍预测电流控制(DPCC)算法。基于对SRM静态电磁特性的精确解析拟合,建立SRM离散预测模型。为了减小转矩脉动,利用无差拍理论实时计算下一时刻所需电压,实现对电机参考电流的精确跟踪。为进一步提高效率,采用新型转矩分配函数代替传统线性转矩分配函数。基于试验样机测试数据,在MATLAB/Simulink中搭建仿真模型,对所提出的算法进行仿真分析。仿真结果表明,所提出的固定频率DPCC方法相比传统CCC方法,具有更小的电流跟踪误差,并且能够有效减小SRM的转矩脉动,提高系统效率。     

考虑互感影响的开关磁阻电机无位置传感器控制技术

针对开关磁阻电机采用电流斩波控制(CCC)方式时相间互感对无位置传感器角度估算的影响,提出一种转子位置估算方法,该方法可以消除相间互感对位置估计的影响,并且无需测量相间互感大小。当电机在单相励磁区时,此时采用变系数电感模型方法进行角度估计;当电机在两相同时处于励磁区时,相间互感不为零,此时对导通相的磁链做差值运算以消除相间互感,最终通过实验对提出的转子位置估算方案进行验证。实验结果表明,与传统的忽略相间互感影响的转子位置估计方案相比,该方案能够消除互感对转子位置估计的影响,并且具有更高的估计精度,能够实现较大转速范围的无位置传感器稳定可靠运行。     

基于径向基函数神经网络的开关磁阻电机建模

基于径向基函数神经网络的局部逼近理论 ,利用高斯基函数 ,在分析测量数据和开关磁阻电机非线性磁特性的基础上 ,建立了开关磁阻电机的模型。通过与样机实测数据比较 ,验证了模型的有效性。与传统的局部线性化方法及BP神经网络比较 ,本文所建模型有更好的泛化能力和更快的速度 ,比较准确地反映了开关磁阻电机的磁特性 ,这对于开关磁阻电机的实时在线控制具有重要意义     

基于结构参数的开关磁阻电机非线性模型

开关磁阻电机(SRM)具有简单的结构,但其电磁关系却很复杂,且具有深度局部饱和效应,从而造成其高度的非线性。这是导致其精确数学模型难以建立的主要原因之一。文章根据给定的一套完整的电机结构参数,应用改进的快速非线性法和快速非线性仿真法,并给出相应的改进程序,将其应用在Matlab/Simulink环境下,建立了一种新型的开关磁阻电动机非线性仿真模型。仿真结果证明:该模型与现有的线性模型和准线性模型相比有很大改进,其结构较为简单,结果较为精确,能够准确反映开关磁阻电机的各项稳态性能,若在此模型基础上加上调速控制环节,对于有效分析开关磁阻电机各项性能和深一步研究SRM控制算法具有深刻意义。     

开关磁阻电机的优化设计

全面研究了开关磁阻电机的优化设计问题，首次提出开通角系数和关断角系数的概念，有效地处理了优化设计过程中的控制参数问题，讨论了优化点及恒功率区特点在优化过程中的处理方法。     

一种新型两相励磁开关磁阻电机驱动系统的静态特性

该文主要分析了一种两相同时励磁的开关磁阻电机（SRM）的静态特性，文中首先简要介绍了这种两相励磁系统的结构，然后提出了两相励磁下SEM的磁链模型，基于详细的非线性有限元分析（FEA）的结果，建立了简化的线性模型且利用此线性模型导出了SRM的转矩－转角特性，并和非线性FEA模型下的结果进行了比较。最后，根据FEA的结果，提出了一种优化的控制策略来提高这种SRM的性能。