数据驱动探索传感器多样性精准检测开关磁阻电机转子位置

导语:本文深入探讨了每一典型无位置传感器检测方法的原理,对其优缺点及适用范围进行了详细讨论与客观评述,并展望了其发展趋势。无位置传感器技术是开关磁阻电机研究领域的热点之一,对新型五位置传感器检测技术的研究具有重要的参考价值。

开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor, SRM)是一种新型的机电一体化调速电机,具有结构简单、坚固,易于调速,控制灵活,可靠性高、容错性强等特点,是民用、工业和航天等领域广泛应用的一种电机类型。然而,其转子位置检测环节是开关磁阻电动机驱动系统(Switched Reluctance Drive)的重要组成部分,同时也是绕组开通与关断的依据,为转速闭环控制提供了转速信息。

为了克服直接利用光电式、電磁式和磁敏式等位置传感器实现转子位置检测时所带来的局限性,如增加系统复杂度、降低可靠性以及限制高速控制能力,无位置传感器技术成为一种有效解决方案。通过对20年来国内外SRM无位置传感器技术进行综述,本文将详细介绍各类方法的优缺点及适用范围,对存在的问题及发展趋势进行分析。

无位置传感器检测技术分类

目前,无线位移探测有四大类别:

导通相检测法,不需任何人为产生的额外信息,只使用实际运行中的量,如当前相绕组中流过的电流或产生在它上的跨步压力。

非导通相检测法,在没有任何相被导通的情况下注入脉冲信号,以便形成需要用于定位计算中的额外信号。

基于智能控制法,将智能控制引入到SRM五位移探测中,以模糊逻辑或神经网络等方式提高定位性能。

附加元件法,在SRM内部添加某些附加元件,如线圈或板极,它们能够根据它们所处状态生成足以确定当前旋钮角度信号的人工制定的指令。

国内外无线位移探测技术评述

2.1 导通相检测法

这项方法基于当一个轮轴上某个变换合成单元在其工作过程中被励磁时产生的一系列交互作用效应。这包括变换合成单元自身通过励磁场而导致变化,以及励磁场由于变换合成单元移动而发生变化。这些效应可以通过监控沿着励马齿条边缘表面移动并穿过励马齿条边缘表面的功率来捕捉,这些功率反映出的是沿着这个方向施加给励马齿条边缘表面的力的大小及其方向。

2.1.1 电流波形检验法

该方法由英国剑桥大学Acarnley教授提出,是最早且最常见的一种不需要额外硬件设备就能实现自动速度调整功能的手段。在这种情况下,如果我们知道所有可能从任意两个不同的初始条件开始执行相同操作后会得到什么结果,那么我们就可以预测在未来的时间里哪个操作会给予更好的效果。此规则可以进一步扩展到包含更多操作和不同初始条件的情况,并且变得更加复杂但也更加准确地预测未来行为。

2.1.2 磁链检验法

该方法基于发现自旋轴周围存在的一个因素,即“自旋”或“守恒”,它使得自旋轴周围空间总共保持一定数量的事物不能改变。这意味着如果你把东西放进去,它必须找回去,而不是留下来。你无法只是让事物消失或者出现,因为那违背了自然界中事物总数保持不变这一基本原理。如果你把事情放在那里,你必须找到一个地方把它们取出来,然后再次把他们放回去才能重置你的环境至原始状态。你不能仅仅让事情消失因为那样违反物理学中的守恒定律,所以要想了解那些事件发生的地方,就必须不断地试图找到那些隐藏起来的事情,从而逐渐建立起关于事件发生地点的地图。但这是非常困难的事情,因为除了特殊情况之外,我们几乎无法知道我们的环境正在发生什么,而且即使我们能够看到一些迹象,我们也很难解释它们是什么意思。而且,即使我们能够理解事件是什么,也通常很难确定具体是在哪里发生这些事件。如果你的目的是要了解整个宇宙,那么这将是一个巨大的挑战,但如果你的目标只是想要了解如何做好一件事,那么这个问题可能会显得有些微不足道。不幸的是,这并不容易做到,而且往往还伴随着许多其他问题,比如如何处理错误或者如何处理不完整的情报。当人们尝试这样做时,他们经常发现自己陷入了一片混乱,其中一些关键信息似乎永远都无法获得,而其他一些则完全不可预知。在这种情况下,没有任何工具或者技巧能帮助他们正确地识别哪些信息是真的,而哪些又是假滥伪造者的谎言。不过,有时候,当人们真正决定寻求答案时,他们就会惊奇地发现自己的直觉比他们意识到的要强大很多。尽管如此,要想确保所有决策都是基于真实可靠的情报,这仍然是一个巨大的挑战,有时候甚至是不可能完成的事业。但至少对于那些愿意冒险的人来说,一路上还有许多乐趣等待他们去发掘。

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