基于电感矢量开关磁阻电机无位置传感器研究

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1、第47卷第2期电力电子技术Vo1．47，No．22013年2月PowerElectronicsFebruary2013基于电感矢量开关磁阻电机无位置传感器研究蒯松岩，冯重阳，王鹏飞(中国矿业大学，信息与电气工程学院，江苏徐州221116)摘要：基于开关磁阻电机(SRM)简化电感模型．提出一种无需电机电磁特性和外加硬件的转子位置估计方案。该方案采用注入脉冲法实时获得三相电感信息，电机静止启动时，三相绕组均注入脉冲以获得三相电感值；电机旋转时，向空闲相注入脉冲来获得电感值。通过空间电感矢量与角度关系反正切估算出线性区域到非线性区域全域范围内的转子位置角，实现了转子位置

2、精确估算。最后通过实验验证了该方案的正确性与实用性。关键词：传感器；开关磁阻电机；简化电感；转子位置中圈分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1000—100X(2013)02—0010—02ResearchonSensorlessofSRMBasedonInductanceVectorKUAISong—yan，FENGChong·yang，WANGPeng—fei(ChinaUnwemityofMiningandTechnology，Xuzhou221116，China)Abstract：Basedonsimplifiedinductancemodelofs

3、witchreluctancemotor(SRM)，thispaperproposesanestimationme-thodofrotorpositionwithoutmagneticcharacteristicsofmotorandadditionalhardware．Thismethodobtainsinformationofthree—phaseinductancebyinjectingasuitablesequenceofvoltagepulsesintothree—phasestatorwindings．Atstandstill，thevoltagepu

4、lsesareappliedintoallthephasesovershorttimetoobtainthree·phaseinductance．Duringtherotation，thevoltagepulsesareappliedintotheidlephasetoobtaininductance．Al1theregionrotorpositionanglesfromlinerregiontonon—linerregionayeestimatedthroughrelationshipbetweenspaceinductancevectorandangle．Th

5、ismethodcouldestimatethepositionofrotoraccurately．Theexperimentalresultsverifythecorrectnessandpracticabilityofthetheory．Keywords：sensor；switchreluctancemotor；simplifedinductance；rotorposition1引言L=2。，0s()(1)0SRM调速系统结构简单、工作可靠、效率高、式中：为转子级数；J已为各项级数前的系数；为各项可控性好【l】。但SRM位置传感器的增加提高了系级数的初相位。统

6、成本和复杂程度，降低了系统结构的坚固性。因仅考虑前两项级数。简化后三相电感模型为：此。出现了多种取消传感器位置估计的方案．但这fLu=L0+L1cos(O。+24／3)，L=Lo+LlcosOe⋯些方案在全转速范围内都具有一定局限性【2_。IL=0+1COS(0o+4"rr／3)、这里提出了一种基于电感矢量模型的转子位式中：0o为电角度，Oo=N~；L0=(。+)／2，￡。，￡分别为完置估算方案．该方案采用注入脉冲法实时获得三全对齐位置(相电感最大)和完全不对齐位置(相电感最小)相电感信息，能保证较高的位置估计精度。最后通时的相电感；。=(L一￡)／2。过实验验证

7、了该方案的可行性与实用性。2．2电感矢量模型估算角度原理由于三相SRM定子绕组在空间上互差120。2简化电感模型无位置实现原理电角度，故空间合成电感矢量为【5_】：2．1简化电感模型L。：++L=31e～／2(3)SRM电感L(i，)是相电流i与转子位置角图1为30。电角度时的三相电感空间矢量图。的函数。在电机单相绕组被激励时，非导通相绕组中不存在电流，故绕组间互感近似为零，可忽略不计[41。因此在某相被激励时，该相电感模型可用自感模型表达式描述．即：定稿日期：2012—12—03作者简介：蒯松岩(1978一)，男，江苏滨海人，博士，研究方图130。电角度时的电感

8、矢量图向为