基于单阈值的开关磁阻电机无位置传感器技术

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1、基于单阈值的开关磁阻电机无位置传感器技术摘要：针对位置传感器对开关磁阻电机（S　　关键词：开关磁阻电机；无位置传感器；脉冲注入；均值采样　　中图分类号：TM315文献标志码：A　　SensorlessTechnologyofSationEngineering，HunanUniversity，Changsha410082，China）　　Abstract：Thispaperpresentedacontrolstrategyofindirectpositionestimationforsotor（SRM）basedonthesinglethres

2、holdofpulseinjectioninordertoreducetheapplicationscopeofthelimitationduetothepositionsensors.Consideringthecaseofthebusvoltagechange，throughinjectingvoltagepulseintooneidlephaseof6/4motor，thepulsepeakcurrentisdetectedbythemeansamplingmethodproposedinthispaper.Theresultsaret

3、henusedtopredictthepositionbymeansofparingthecurrentpresetthreshold.Afteracquiringthetimeintervalbetotherpositionateverytime.Thedeviationbetatedpositionandactualpositionethodnotonlyreducesthenegativetorqueinfluencebroughtbyinjectionpulsebutalsoflexiblyimplementstheanglecont

4、rolthatoptimizesthemotorrunningstate.TheSRMsensorlessspeedcontrolsystemisbuiltinSimulink，andtheDSPexperimentresultsverifythepresentmethod.　　Keyotor；sensorlesscontrol；pulseinjection；meansampling　　开关磁阻电机（SRM）是一种新型机电一体化的调速电机，采用双凸极结构，定子上绕有集中绕组，转子上无永磁材料和绕组，因而具备结构简单、坚固，启动转矩大，调速范围

5、宽，运行效率高等优点[1].传统光电式、电磁式以及磁敏式等位置传感器引入增加了系统成本并降低了系统可靠性[2]，限制了SRM应用范围.因此，无位置传感器技术的研究成为该领域很有潜力的研究方向.　　SRM无位置控制方法有很多[3-4]，主要是利用传感器采集的信号计算电感、磁链等一系列参数进行电机转子位置识别.就SRM低速运行而言，目前主要研究位置检测方法有相电流波形法和高频脉冲注入法.在相电流波形法中，反映转子位置信息的增量电感可以通过相绕组电流的变化率获得[5].在此基础上，文献[6-8]分析了运动反电势对转子位置检测的影响，同时该方法中电感

6、模型是位置的单值函数，未考虑相绕组饱和情况下电流变化率对转子位置精度的影响.脉冲注入法最早由剑桥大学的Harris和Lang[9]提出.通过在非导通相中注入高频电压脉冲，检测响应电流计算相电感，结合电感与位置的关系从而获得转子的位置.由于高频脉冲电压时间很短，开关周期中等效平均电压很小，从而非导通相中响应电流很小.在该方法上，文献[10]提出了SRM正常运行时向非导通相注入脉冲，判断响应电流之间的大小决定换向时刻，该方法可以实现轮流换向，但换相位置不佳，且开通角、关断角固定，导致启动电流小，产生的力矩不大.文献[11-12]提出了利用电力电子

7、器件开通和关断时产生电流变化的斜率差来估算SRM某一时刻的电感，再进行电感模型的线性化处理得到位置信息.该方法可忽略绕组电阻压降和开关状态改变区域中反电势的影响，可实现全周期的位置估算.文献[13]提出基于双电流阈值的脉冲注入法，在两个不同阶段设置阈值分别实现电机的工作运行控制和位置检测的脉冲注入，可以灵活地实现全周期脉冲注入和开通角、关断角调整.