低噪声高速无位置传感器开关磁阻电机控制策略的实现

发布时间：2024-02-21 22:36

　　相对于传统电机,开关磁阻电机具有很多优势,然而由于位置传感器的存在,这些优势被极大地削弱。所以,近年来关于无位置传感器开关磁阻电机控制策略,尤其是相电流梯度法的研究得到了业界的广泛关注。但是,相电流梯度法直接将定、转子齿交叠位置作为该相电流峰值位置,所估算的位置角度存在较大的固定误差,另外,开关磁阻电机在本征固有频率处存在较大的振动噪声。针对上述问题,本文对相电流梯度法进行了改进,并基于所改进的方法实现了一种低噪声高速无位置传感器开关磁阻电机控制策略。首先,本文阐述了开关磁阻电机以及相电流梯度法的基本原理,分析了开关磁阻电机噪声的主要来源,开关磁阻电机噪声的主要来源是由于相电流谐波频率与电机本征固有频率重合引发的共振。然后,本文提出了具体解决方案:(1)通过推导相电流上升斜率与相电感、相电流、转子位置角的数学关系,得出相电流峰值位置随开通角、直流母线电压、转速的变化关系,从而得出实际相电流峰值位置;(2)通过建立并使用直流母线电压-开通角-转速-相电流峰值位置偏差查找表,校正相电流峰值位置,从而降低角度估算的固定误差;(3)通过保留角度估算的随机误差,破坏相电流激励的周期性,进而破坏共...

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题背景及意义
    1.2 无位置传感器SRD的研究现状
    1.3 研究内容和设计指标
    1.4 论文组织结构
第二章 开关磁阻电机工作原理及噪声分析
    2.1 SRM基本原理及特性方程
        2.1.1 基本原理
        2.1.2 特性方程
    2.2 相电流梯度法工作原理
        2.2.1 线性电感模型
        2.2.2 相电流峰值位置
        2.2.3 控制流程
    2.3 SRM的振动噪声来源
        2.3.1 噪声来源
        2.3.2 振动机理
        2.3.3 相电流激励谐波分析
    2.4 本章小结
第三章 相电流梯度法的改进
    3.1 实际相电流峰值位置分析
        3.1.1 磁饱和效应的影响
        3.1.2 相电流峰值位置变化规律
    3.2 基于查找表对相电流梯度法的改进
        3.2.1 查找表的建立
        3.2.2 工作原理
        3.2.3 适用转速范围
    3.3 随机角度误差对噪声的影响
        3.3.1 角度估算误差的来源
        3.3.2 随机角度误差对噪声的影响
    3.4 本章小结
第四章 仿真模型搭建及仿真结果分析
    4.1 仿真模型搭建
        4.1.1 有位置传感器SRD仿真模型
        4.1.2 基于相电流梯度法的仿真模型
        4.1.3 基于改进后的相电流梯度法的仿真模型
    4.2 仿真结果分析
        4.2.1 相电流峰值位置变化规律验证
        4.2.2 相电流梯度法改进前后对比分析
        4.2.3 随机角度误差对振动噪声的影响
    4.3 本章小结
第五章 实测平台搭建及实测结果分析
    5.1 实测平台的搭建
        5.1.1 系统硬件设计
        5.1.2 有位置传感器SRD软件设计
        5.1.3 无位置传感器SRD启动及低速运行软件设计
        5.1.4 基于相电流梯度法的软件设计
        5.1.5 基于改进后的相电流梯度法的软件设计
    5.2 实测结果分析
        5.2.1 相电流峰值位置变化规律验证
        5.2.2 相电流梯度法改进前后对比分析
        5.2.3 随机角度误差对振动噪声的影响
    5.3 设计指标结果分析
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间成果



本文编号：3905991