无位置传感器的开关磁阻电机转子位置检测技术.docx

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1、无位置传感器的开关磁阻电机转子位置检测技术:转子位置检测是开关磁阻电机调速系统的重要环节，直接位置检测技术能够提供稳定的转子位置信号，但需要增加附加的机械构造，从而限制了开关磁阻电机的应用范围。目前，无位置传感器检测技术是开关磁阻电机研究领域的热点之一。全面介绍了国内外开关磁阻电机无位置传感器检测技术的研究现状，详细阐述了每一典型检测方法的原理，对其优缺点及适用范围开展了详细讨论与客观评述，并展望了其发展趋势。对新型五位置传感器检测技术的研究具有重要的参考价值。开关磁阻电机(SWitChedreluctancemotor,简称SRM)是一种新型的机电一体化调速电机，具有构造简单、牢固，易于调速

2、，控制灵活，可靠性高、容错性强等特点，已逐渐应用于民用、机车和航天等领域，具有广泛的应用前景。位置检测环节是开关磁阻电动机驱动系统(SWitChedreluctancedrive)的重要组成部分，检测到的位置信号既是绕组开通与关断的依据，也为转速闭环控制提供了转速信息。传统的转子位置检测是直接利用光电式、电磁式和磁敏式等位置传感器实现，随着电机相数的增加，所需的传感器数量会增多。转子位置传感器的存在不仅增加了系统的复杂性，又给安装、调试带来很大不便，严重削弱了SRM构造简单的优势，降低了系统的可靠性，并难以实现电机的高速控制，限制了SRM的应用领域。因此如何去掉位置检测器，利用电机的固有信息间

3、接确定转子位置，无疑是一个很有潜力的研究方向。目前，SRM无位置传感器技术已经成为世界范围内SRM研究领域的热点之一，各国学者对这一问题从各种角度做了大量研究，提出了多种无位置传感器检测方案。本文对20年来国内外SRM无位置传感器技术开展了综述，详细介绍了各类方法的优缺点及适用范围，对存在的问题及发展趋势开展了分析。1无位置传感器检测技术分类迄今为止，国内外学者对无位置传感器技术从各种角度做了大量研究，提出了多种无位置传感器检测方案，图1详细列出了无位置传感器的检测方法。大致可以分为以下4类。1）导通相检测法。不需任何人为产生的电压电流信息，直接以电机运行时的电流电压信息为根底，根据电机的实际

4、模型或特性曲线得到位置信息。如磁链/电流法、相电流梯度法、磁链法、电流波形检测法、相间互感检测法（感应电势法）、基于模型的观测器法、基于电流斩波波形的检测法以及基于磁链法提出的改良检测方法等。2）非导通相检测法。充分利用空闲相，人为地注入检测脉冲信号从而产生需要的电流等信息以得到位置信息。如单相脉冲激励法、两相脉冲激励法以及基于脉冲激励法而提出的改良检测方法等。3）基于智能控制的检测方法。利用电机的磁特性关系，将智能控制引入到SRM五位置传感器的研究当中。目前研究较多的是模糊控制法及神经网络法。通过试验可得到磁链为定值时的电流一位置角对应表或电流为定值时的磁链一位置角对应表，采用查表法可得到转子位置角。该方案较好地克服了电磁阻尼及其运动电势的影响，缺陷之处在于数学模型过于简单，未考虑涡流效应，检测精度低，只适合于中、低速条件下使用。2.1.5基于电流斩波波形的检测法基于电流斩波控制的特点和电流斩波波形，利用电流的上升或下降时间判断转子的位置，可分为基于斩波波形的电流上升时间法和基于斩波波形的电