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开关磁阻电机转子位置检测及误差补偿的新方法，误差小，更准确
针对开关磁阻电机（SRM）电感特殊点无位置控制方法受磁饱和的影响，导致三相电感交点（即特殊点）偏移使位置估计不准确的问题，大连海事大学信息科学技术学院、大连海事大学船舶电气工程学院的研究人员许爱德、任萍、陈加贵、朱景伟，在2020年第8期《电工技术学报》上撰文，提出了带有误差补偿的电感特殊点无位置控制方法。研究结果表明，新方案有效地减小了交点偏移导致的误差，使转子位置估计更加准确。
开关磁阻电机（Switched Reluctance Motor, SRM）具有结构简单、成本低、调速范围广、可靠性高等优势，在电动汽车及航空工业等领域具有重要的应用价值。对于SRM控制系统，准确的位置信息是实现SRM可靠运行的必要前提。
在目前应用中，大多采用机械式位置传感器来获取位置信息，不仅成本高而且增加系统的复杂性；另外在一些高温、高粉尘等恶劣的环境下无法使用，极大地限制了SRM的应用领域。因此，研究精准、实用的无位置传感器技术具有重要的意义。
近20年来，国内外学者针对如何准确的估计转子位置进行了广泛研究，并提出了一些控制方法，这些方法通过相绕组的电流、电压、磁链或者电感信息来估算出转子位置。但是这些方法存在实时性较差、内存占用高、精度低、估计误差大等各种局限性。
大连海事大学的研究人员在传统电感特殊点无位置控制方法的基础上，针对电机实际运行时受磁饱和影响导致电感曲线交点偏移的问题，提出了新的改进策略。该方法只需在不同负载转矩下测量交点所对应的角度，并采用傅里叶拟合来建立负载转矩和角度的函数关系，进而推算出要补偿的角度误差。当负载转矩为零或者较小时，采用传统方法估计位置；当负载转矩变大时，采用改进后的方法对误差角度进行补偿，进而使位置估计更加准确。
图1 堵转实验平台和磁链特性曲线
图2 SRM实验平台
图3 SRM无位置控制系统原理图
在一台三相12/8极SRM上对比分析了传统与改进后方法的仿真和实验，结果表明：
1）该方法与传统方法相比，经过误差补偿使位置估计更加准确，可有效地抑制磁饱和的影响。
2）针对运行在轻载、重载、负载跳变、中低速的情况下，该方法估计的位置均能很好地跟踪实际位置，实现无位置运行，具有较好的稳定性，可满足多数工业驱动要求。
3）在一个45°电感的机械周期，共检测6个特殊位置点，具有较高的精度。该方法适合于中低速运行，当运行在高速情况时，脉冲时间间隔的缩短可能会导致其中某个位置点未检测到，但并不影响下一时刻的位置估计，电机也能正常运行，具有一定的容错性和可靠性。
以上研究成果发表在2020年第8期《电工技术学报》，论文标题为“基于电感特殊位置点的开关磁阻电机转子位置检测及误差补偿”，作者为许爱德、任萍、陈加贵、朱景伟。
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