雙凸極永磁電機(jī)的控制方案研究

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1、雙凸極永磁電機(jī)的控制方案研宄盛浩琪(寧波公運(yùn)車輛檢測(cè)有限公司，浙江寧波315000)摘要：雙凸極永磁電機(jī)的主要特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適合于自動(dòng)化制造。與雙凸極永磁電機(jī)設(shè)計(jì)有關(guān)，得到使定位轉(zhuǎn)矩為零的充分條件。鑒于位置傳感器的不精確和一種現(xiàn)存的無(wú)位置傳感器方案的移相困難，提出了一種新的無(wú)位置傳感器方案。仿真驗(yàn)證了新方案的精確性。實(shí)際可行性由一單片機(jī)系統(tǒng)初步證實(shí)。關(guān)鍵詞：雙凸極；永磁電機(jī)；無(wú)位置傳感器中圖分類號(hào)：TM3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1007-9599(2010)04-0000-01DoublySalientPermanentMagnetMotorControlSchemeS

2、hengHaoqi(NingboPublicTransportVehicleDetectionCo.,Ltd.,Ningbo315000,China)Abstract:ThemaincharacteristicsofDoublySalientPermanentMagnetMotorissimplestructure,suitableforautomatedmanufacturing.Andthedoublysalientpermanentmagnetmotordesignisrelatedtopositioningaresufficientconditionsforzer

3、otorque.Giventheimprecisepositionsensorandanon-existingprogramphaseshiftpositionsensorproblems,anewUnpositionsensorscheme.SimulationresultsshowtheaccuracyofthenewprogramPracticalfeasibilityandinitialconfirmedbyamicrocomputersystem.Keywords:DoublySalient;Permanentmagnetmotor;Unpositionsens

4、or雙凸極永磁電機(jī)釆用高性能永磁體激磁，工作在雙極性狀態(tài)下，其能量轉(zhuǎn)化率和繞組利用率較傳統(tǒng)變磁阻電機(jī)要高，因此它異有較高的轉(zhuǎn)矩密度，與相同功率等級(jí)的傳統(tǒng)變磁阻電機(jī)相比，其體積較小。由于高性能永磁體的采用，雙凸極永磁電機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)繞組匝數(shù)與相同功率等級(jí)的變磁阻電機(jī)相比要少，加之采用集中繞組和體積的減小，繞阻端部長(zhǎng)度亦較小，故此電機(jī)銅耗較傳統(tǒng)變磁阻電機(jī)要小。在小功率應(yīng)用范圍內(nèi)，由于銅耗在總損耗中占較大分量，與傳統(tǒng)變磁阻電機(jī)相比較，雙凸極永磁電機(jī)在效率上的改進(jìn)尤為明顯。如果控制的設(shè)計(jì)能使用一個(gè)精確的模型，那么利用線性反饋技術(shù)和預(yù)先計(jì)算好的最優(yōu)的轉(zhuǎn)矩分配函數(shù)，就能導(dǎo)致最優(yōu)的動(dòng)態(tài)性能。

5、然而，使用精確模型意味著復(fù)雜的在線計(jì)算，或者是巨大的用來(lái)査詢的表格，這些暫吋都難以實(shí)現(xiàn)；而實(shí)際上模型的不精確性是不可避免的，從而不可避免的使性能變壞；還奮實(shí)際的測(cè)量的不精確。然而可以采用一種完全不同的思路，即使用一個(gè)簡(jiǎn)化的模型，而蘇中的參數(shù)被自適應(yīng)的實(shí)時(shí)的調(diào)整?？傊纳齐p凸極電機(jī)的動(dòng)態(tài)性能的控制方法正在不斷完善。一、位置傳感器方案“兩相導(dǎo)通”策略下，控制器的主要任務(wù)是根據(jù)當(dāng)前的轉(zhuǎn)子位置決定哪個(gè)兩相組合導(dǎo)通。事實(shí)上，導(dǎo)通原則只是間接地依賴于轉(zhuǎn)子位置，而直接地依賴于反電勢(shì)。換句話說(shuō)，即：“總是選擇線反電勢(shì)較大的兩相導(dǎo)通”。由于反電勢(shì)難以獲知，而它與轉(zhuǎn)子位置有固定的聯(lián)系，因此

6、改由檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置來(lái)決定觸發(fā)信號(hào)。如果反電勢(shì)與轉(zhuǎn)子位置的關(guān)系已知，那么，這樣的傳感器裝置（比如槽形光耦配合遮光盤(pán)）不難設(shè)計(jì)。此吋，控制器的作用就像一個(gè)簡(jiǎn)單的譯碼器，它接收3路位置傳感器信號(hào)，而產(chǎn)生6路逆變橋控制信號(hào)。二、無(wú)位置傳感器方案（-）位置傳感器的缺點(diǎn)使用位置傳感器無(wú)疑是最簡(jiǎn)單的，同時(shí)也是可靠的。更為重要的是，它不存在起動(dòng)困難。其缺點(diǎn)是控制器與電機(jī)的連線過(guò)多、傳感器增加了系統(tǒng)的硬件成本、不能靈活地調(diào)整控制策略，以及在人極對(duì)數(shù)下對(duì)傳感器的安裝精度要求過(guò)高。為解決這個(gè)問(wèn)題，可以通過(guò)無(wú)位置傳感器方案來(lái)解決。（二）一種經(jīng)典的無(wú)位置傳感器方案這一方案的原理是：檢測(cè)關(guān)斷相反電勢(shì)的

7、過(guò)零點(diǎn)；在過(guò)零點(diǎn)之后，電機(jī)再轉(zhuǎn)過(guò)30度電角，即換流吋刻。通過(guò)檢測(cè)三相端電位即可檢測(cè)關(guān)斷相反電勢(shì)的過(guò)零點(diǎn)。任何平頂寬度達(dá)到或超過(guò)120度電角的反電勢(shì)都能夠保證，在某相成為關(guān)斷相期間，另外兩相的反電勢(shì)的幅值始終相等。事實(shí)上，對(duì)反電勢(shì)的要求無(wú)需如此苛刻。確切地說(shuō)，只需在關(guān)斷相反電勢(shì)的過(guò)零點(diǎn)位置，導(dǎo)通兩相的反電勢(shì)具奮相等的幅值即可。換句話說(shuō)，在關(guān)斷相反電勢(shì)過(guò)零點(diǎn)位置的兩邊，中心點(diǎn)電位可以偏離導(dǎo)通兩相端電位的中點(diǎn)。這樣并不會(huì)引起檢測(cè)過(guò)零點(diǎn)位置的誤差。把這一要求稱為對(duì)反電勢(shì)的最小約束［1］?？梢宰C明，反電勢(shì)波形的峰（谷）若左右對(duì)稱如正弦波