三相12/8电励磁双凸极电机起动控制系统无位置传感器技术的研究
电励磁双凸极电机具有功率密度大、结构简单可靠及可实现起动/发电一体化等的优点，使其广泛应用于航空航天领域，研究该电机的无位置起动控制策略目的是为了降低电机起动系统体积成本，提高运行可靠性，拓宽应用领域。 本文首先建立了三相12/8电励磁双凸极实验样机的二维场域剖分有限元模型，解析了电励磁双凸极电机在空载和加载情况下的磁场分布及磁链、电感等电磁参数，同时推导出该电机的数学模型，研究三状态电动运行的工作策略，为下文研究无位置控制策略奠定了基础。 针对电机静止时转子初始位置扇区辨识提出了注入高频低压脉冲矢量法和非导通相端电压法两种检测方法，分别通过检测母线电流响应和非导通相端电压响应辨识转子初始位置扇区，同时突出了非导通相端电压法在硬件电路、抗干扰能力以及实现方式上的优势。由于起动过程的短暂性、突变性，使得低速起动变为研究的难点，为保证电机无迟滞、无反转的稳步起动，文中提出了适用于电机斩控模式的电流斜率差值辨识全周期电感法和适用于注入脉冲的转子换相点电流检测法的起动关键技术，实现了电机转子的闭环起动过程，并对比分析了基于转子换相点电流检测法的转子闭环起动技术更加简单可靠的优点。 然后，研究了电励磁双凸极电机在不同斩波方式下的一种统一的新型高速无位置传感器控制策略。通过对ON-ON、PWM-ON、ON-PWM三种斩波方式下的端电压信号特点的分析，并基于各转速扇区内的最佳旋转角采用坐标矢量变换的方法对检测端电压进行重构，通过捕获重构后端电压的过零点辨识换相逻辑。文中突出了坐标变换法不仅可以辨识抗干扰能力较强的电机转子换相时刻点，更可以消除不同斩波方式下端电压直流偏置分量对换相时刻的影响，同时结合仿真和实验，验证了该新型控制策略的可行性。 最后介绍了起动控制系统的硬件平台和软件程序的流程框图。
电励磁双凸极电机;无位置起动控制;高频低压脉冲;电磁参数;流程框图
南京航空航天大学
硕士
电力电子与电力传动
王慧贞
2014
中文
TM352;TM301.2
101
2016-03-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）