本文關鍵詞：開關磁阻電機位置傳感器故障診斷與低速無位置傳感器方法研究

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【摘要】：開關磁阻電機(Switched Reluctance Motor,SRM)具有結構簡單、成本低、控制靈活、調速性能好、容錯性能強等優(yōu)點,吸引了國內外學者的廣泛關注,目前已成功應用于航空航天、電動車驅動、家用電器、工業(yè)應用等眾多領域中。開關磁阻電機的運行需要實時轉子位置信息,但是傳統(tǒng)的光電、磁敏等硬件位置傳感器通常和電機本體裝配在一起,不僅增加了成本和體積,而且當電機工作在高溫、潮濕、多粉塵等惡劣環(huán)境下時,位置傳感器容易發(fā)生故障。因此,研究位置傳感器的故障診斷和容錯控制,以及無位置傳感器技術,將有助于提高開關磁阻電機的應用潛力。本文通過分析開關磁阻電機方波位置信號,提出一種基于邊沿時刻預測的位置信號故障診斷方法。該方法利用相鄰三個邊沿時刻預測第四個邊沿時刻,與實際邊沿時刻進行對比,來判斷位置傳感器是否故障。該算法能夠準確診斷故障恢復后位置信號是否正常。能獨立診斷各相位置信號,且能適用于電機加減速頻繁的應用場合,并可以推廣應用到其他具有矩形波式位置信號的電機的故障診斷故障診斷。同時針對傳感器的故障,提出了相應的故障容錯控制方法。最后通過仿真和實驗驗證了該方法的正確性和可靠性。當所有位置傳感器都發(fā)生故障時,則無法再獲得位置信號,因此本文研究了基于高頻正弦信號注入的無位置傳感器方法,推導了注入高頻信號模型,以及位置估算的方法,通過濾波和一系列的坐標變換,得到實時轉子位置,并通過實驗實現(xiàn)了該方法的低速無位置傳感器運行。針對高頻信號注入方法的一些局限性,本文還研究了基于PWM控制的低速無位置傳感器方法。即利用可以等效為高頻正弦信號注入的PWM信號作為驅動信號來控制電機運行。介紹了該PWM信號的產生并通過頻譜分析說明了其等效原理,引入了移相相減的方法來簡化位置信息的解算過程,并保證了位置估算精度,最后通過仿真和實驗,驗證了該方法的可行性。
【關鍵詞】：開關磁阻電機 位置傳感器故障診斷 無位置傳感器 高頻信號注入 PWM控制
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM352
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 注釋表10-11
• 縮略詞11-12
• 第一章 緒論12-22
• 1.1 課題研究背景和意義12-13
• 1.2 位置信號故障診斷概述13-14
• 1.3 SRM無位置傳感器技術概述14-20
• 1.4 本文研究意義和內容安排20-22
• 第二章 開關磁阻電機位置信號故障診斷與容錯控制22-35
• 2.1 位置信號故障概述22-24
• 2.1.1 開關磁阻電機位置信號22-23
• 2.1.2 位置信號故障類型23-24
• 2.2 位置信號故障診斷與容錯控制24-28
• 2.2.1 位置信號的故障診斷方法24-27
• 2.2.2 診斷方法的通用性27-28
• 2.2.3 容錯控制28
• 2.3 位置信號故障恢復診斷28-30
• 2.4 仿真與實驗30-34
• 2.4.1 仿真驗證30-31
• 2.4.2 實驗驗證31-34
• 2.5 本章小結34-35
• 第三章 基于高頻正弦信號注入的無位置傳感器控制算法35-44
• 3.1 開關磁阻電機高頻信號注入法的理論研究35-38
• 3.1.1 高頻信號注入模型35-36
• 3.1.2 位置解算方法推導36-38
• 3.2 仿真分析38-41
• 3.3 實驗驗證41-43
• 3.4 本章小結43-44
• 第四章 基于PWM控制的開關磁阻電機無位置控制算法44-54
• 4.1 基于PWM控制的高頻注入44-45
• 4.2 基于高頻信號的無位置算法45-48
• 4.2.1 開關磁阻電機小信號模型45-46
• 4.2.2 位置估計策略46-47
• 4.2.3 角度估計誤差分析47-48
• 4.3 仿真分析48-50
• 4.4 實驗驗證50-52
• 4.5 本章小結52-54
• 第五章 總結與展望54-56
• 5.1 全文總結54
• 5.2 工作展望54-56
• 參考文獻56-60
• 致謝60-62
• 在學期間的研究成果及發(fā)表的學術論文62-63

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本文編號：708016