本文選題：混合勵(lì)磁開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)　切入點(diǎn)：轉(zhuǎn)子位置估計(jì)　出處：《沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)》2016年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)因具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率高、容錯(cuò)性強(qiáng)及控制靈活等優(yōu)點(diǎn)而備受關(guān)注,其應(yīng)用范圍已經(jīng)涉及航空航天、油田、電動(dòng)汽車(chē)等領(lǐng)域。在通常的工業(yè)應(yīng)用中,考慮到自啟動(dòng)能力,轉(zhuǎn)矩死區(qū)和轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)問(wèn)題,多相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)得到了更廣泛的使用。但是多相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)不僅會(huì)增加系統(tǒng)功率變換器成本,也會(huì)產(chǎn)生更多的開(kāi)關(guān)損耗從而降低系統(tǒng)整體效率,尤其在高速運(yùn)行時(shí)這些缺點(diǎn)會(huì)變得更加突出。本文介紹了一種單相混合勵(lì)磁開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī),區(qū)別于多相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),該電機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用一相功率變換器從而將開(kāi)關(guān)損耗降到最低。同時(shí)區(qū)別于傳統(tǒng)單相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī),該種電機(jī)具有低轉(zhuǎn)矩脈動(dòng),可以自啟動(dòng)且無(wú)轉(zhuǎn)矩死區(qū)的優(yōu)點(diǎn)。開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)繞組換相依賴(lài)于轉(zhuǎn)子位置的反饋,通常這個(gè)位置反饋是通過(guò)霍爾傳感器實(shí)現(xiàn)的。然而,安裝位置傳感器不僅增加了電機(jī)的成本,而且在惡劣的環(huán)境下會(huì)降低系統(tǒng)的可靠性,因此無(wú)位置傳感器技術(shù)具有重要的理論研究意義和工程應(yīng)用價(jià)值。本文首先對(duì)單相混合勵(lì)磁開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的介紹,然后結(jié)合MAXWELL/ANSOFT軟件的仿真分析結(jié)果,介紹了該種電機(jī)的運(yùn)行原理,電磁特性及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的組成。其次詳細(xì)分析了該種電機(jī)的數(shù)學(xué)模型以及永磁材料在該電機(jī)運(yùn)行中的重要作用。然后基于對(duì)單相混合勵(lì)磁開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的以上分析,提出了新型無(wú)位置傳感器的轉(zhuǎn)子位置估計(jì)策略,其中包括一般區(qū)域內(nèi)開(kāi)通/關(guān)斷角的檢測(cè)方法以及第一個(gè)電周期內(nèi)繞組關(guān)斷角的檢測(cè)方法,同時(shí)給出了轉(zhuǎn)子位置估計(jì)策略的控制框圖和流程圖。接著,根據(jù)單相混合勵(lì)磁開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的數(shù)學(xué)模型,在MATLAB/SIMULINK中建立了該電機(jī)的仿真模型以及基于所提出的轉(zhuǎn)子位置估計(jì)策略的仿真系統(tǒng)以驗(yàn)證所提出的位置估計(jì)策略的合理性及可實(shí)施性。最后介紹了試驗(yàn)平臺(tái)的硬件組成部分和所提出位置估計(jì)策略的軟件設(shè)計(jì)流程及實(shí)現(xiàn)過(guò)程,給出了空載試驗(yàn)和變載試驗(yàn)波形圖以證明所提出的轉(zhuǎn)子位置估計(jì)策略的高效性和可靠性。
[Abstract]:Switched reluctance motor (SRM) has attracted much attention because of its advantages of simple structure, high efficiency, strong fault tolerance and flexible control. Its application scope has been related to aerospace, oil field, electric vehicle and other fields. Considering the self-starting ability, dead time of torque and torque ripple, the multiphase switched reluctance motor is more widely used, but the drive system of multi-phase switched reluctance motor not only increases the cost of power converter, but also increases the cost of power converter. This paper introduces a single-phase hybrid excitation switched reluctance motor. Different from the drive system of the multiphase switched reluctance motor, the drive system of the motor uses one phase power converter to minimize the switching loss, and different from the traditional single-phase switched reluctance motor, this kind of motor has low torque ripple. Switch reluctance motor winding commutation depends on feedback of rotor position, which is usually achieved by Hall sensor. However, installing position sensor not only increases the cost of motor, And it reduces the reliability of the system in a bad environment, Therefore, sensorless technology has important theoretical significance and engineering application value. In this paper, the basic structure of single-phase hybrid excitation switched reluctance motor is introduced in detail, and then the simulation results of MAXWELL/ANSOFT software are combined. The operation principle of this kind of motor is introduced. Secondly, the mathematical model of the motor and the important role of permanent magnetic material in the operation of the motor are analyzed in detail. Then, based on the above analysis of single-phase hybrid excitation switched reluctance motor, A novel rotor position estimation strategy for sensorless rotor is proposed, which includes the detection method of open / off angle in general area and the detection method of winding turn-off angle in the first electric cycle. At the same time, the control block diagram and flow chart of rotor position estimation strategy are given. Then, according to the mathematical model of single-phase hybrid excitation switched reluctance motor, The simulation model of the motor and the simulation system based on the proposed rotor position estimation strategy are established in MATLAB/SIMULINK to verify the rationality and practicability of the proposed position estimation strategy. Finally, the hardware of the test platform is introduced. The software design flow and implementation process of the component and the proposed position estimation strategy. The waveform diagrams of no-load test and variable load test are given to prove the efficiency and reliability of the proposed rotor position estimation strategy.
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TM352

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本文編號(hào)：1645067