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无转子位置传感器开关磁阻电动机调速系统研究

作　者: 杨振凯
导　师: 刘宪林
学　校: 郑州大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 开关磁阻电动机无转子位置传感器数学模型 MATLAB 数字仿真
分类号: TM352
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 34次
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内容摘要

开关磁阻电动机(Switched Reluctance Mortor)也叫变磁阻电动机(VariablerReluctace Motor),它的结构不同于传统的电动机,定子和转子均为凸极结构,且只是定子上有绕组,转子没有绕组,定、转子都是通过硅钢片叠压而成。它结构简单,制造成本低,效率高,因此由开关磁阻电动机组成的开关磁阻电动机驱动(Switch Reluctance Motor Drives),简称SRD系统,也叫开关磁阻电动机调速系统,也因可控参数多,简单可靠,调速控制性能优良等日益受到人们的关注。然而,实时检测,SRM的转子位置信息是整个SRD可靠运行的前提,传统位置传感器的引入又会降低系统结构的坚固性,也影响着整个系统的可靠性和稳定性,因此研究无位置传感器的开关磁阻电动机调速系统已变得非常必要,也成为该领域内研究的热点。本文以无位置传感器的开关磁阻电动机调速系统为研究对象,并进行了相关的仿真分析。本文所取得的主要成果如下:在对开关磁阻电动机的数学模型进行详细分析的基础上,建立了开关磁阻电动机调速系统的多种仿真模型进行对比仿真分析,并依据所建立的模型对调速系统的多种控制运行方式进行对比仿真分析。对开关磁阻电动机的转子位置间接检测技术进行了深入细致的研究,提出了一种新型的转子位置间接检测方法。该方法是在电机的其中一相绕组适时地施加测试电压,然后对测试电压的响应电流进行检测和处理,再由该电流波形的变化特征来识别转子齿极后沿与定子齿极前沿重合时刻的转子位置角,并依据电机的结构参数进一步确定转子的其他位置,实现无位置传感器下的开关磁阻电动机转子位置检测。并建立相应的仿真模型,进行了仿真验证,取得了较为理想的效果。对无位置传感器开关磁阻电动机的启动做了一定探讨,提出了一种改进型的电机初始位置检测方法。通过对相邻三相绕组的电感进行测量,由其中一相的电感进行查询比照,再根据其他两相电感特性之间的大小关系来得出电机的初始转子位置角,以及确定电机的初始启动相。本文对该方法的原理进行详细的介绍。以本文提出的转子位置检测方法,并结合对电机的其中一相通电启动的方法建立了完整的无位置传感器开关磁阻电动机调速系统仿真模型,进行了相应的仿真验证和分析,取得了很好的效果。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-13
1 绪论  13-19
  1.1 课题研究的背景及意义  13-15
  1.2 SRD的发展与研究现状  15-17
  1.3 本文所做工作  17-19
2 开关磁阻电动机及其数学模型  19-39
  2.1 引言  19-20
  2.2 开关磁阻电动机的结构与原理  20-22
  2.3 开关磁阻电动机的基本模型  22-24
  2.4 开关磁阻电动机的实用模型  24-38
  2.5 小结  38-39
3 开关磁阻电动机调速控制方式与仿真分析  39-58
  3.1 引言  39-40
  3.2 SRD系统的结构与原理  40-41
  3.3 SRD的主功率变换器  41-45
  3.4 SRM转子位置检测技术  45-50
  3.5 SRD的基本控制方式  50-54
  3.6 运行控制方式仿真分析  54-57
  3.7 小结  57-58
4 新型转子位置间接检测技术研究  58-70
  4.1 引言  58
  4.2 转子位置间接检测原理和方法  58-61
  4.3 固定转子初始位置角的仿真分析  61-66
  4.4 转子起始位置检测  66-68
  4.5 无转子位置传感器SRD启动运行仿真  68-69
  4.6 小结  69-70
5 结论  70-72
  5.1 结论  70
  5.2 工作展望  70-72
致谢  72-73
参考文献  73-78
附录攻读硕士学位期间发表的论文  78

无转子位置传感器开关磁阻电动机调速系统研究

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