摘要：為了研究簡單有效軸徑向氣隙混合磁路多邊耦合調(diào)速電機轉(zhuǎn)子位置檢測方法，根據(jù)電機的結(jié)構(gòu)和參數(shù)特點，在軸向線圈局部磁網(wǎng)絡(luò)模型的基礎(chǔ)上對軸向勵磁繞組的反電動勢進(jìn)行了分析，導(dǎo)出雙側(cè)繞組反電動勢與轉(zhuǎn)速和電機位置的關(guān)系式。為實現(xiàn)該電機轉(zhuǎn)子位置傳感提供了理論依據(jù)。在此基礎(chǔ)上提出了新的位置測量方案，在無位置傳感器的前提下，能夠快速確定電機實際位置。通過實驗和仿真證明：該方法具有運算量小、無需電機具體參數(shù)、受徑向電流影響小及抗干擾能力強的優(yōu)點，可以實現(xiàn)軸徑向氣隙混合磁路多邊耦合調(diào)速電機的無位置傳感器控制。

0 引言

軸徑向氣隙混合磁路多邊耦合調(diào)速電機是在永磁感應(yīng)子式電動機的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。永磁感應(yīng)子式電動機磁通的軸向分布不一致，離永磁體越遠(yuǎn)的地方磁密越低，限制了鐵心出力，不利于這種電機作為功率元件應(yīng)用，而軸徑向氣隙混合磁路多邊耦合調(diào)速電機在永磁感應(yīng)子式電動機的基礎(chǔ)上配置一套軸向勵磁線圈可以解決磁通在軸向分布不_致的問題。為改善電機的動態(tài)品質(zhì)，需要閉環(huán)控制"。而傳統(tǒng)的傳感器以光電傳感器為主，不僅給安裝帶來困難，而且成本也更昂貴。本文中，當(dāng)電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，軸向線圈中也產(chǎn)生電動勢，此電動勢包含電機位置信息，為該電機的位置傳感提供了可能。對此電動勢進(jìn)行了進(jìn)一步的研究，為軸徑向氣隙混合磁路多邊耦合調(diào)速電機的動態(tài)位置傳感提供新的檢測方法。

1電機軸向勵磁繞組電動勢所含位置信息分析根據(jù)電機結(jié)構(gòu)，建立磁網(wǎng)絡(luò)模型，該電機為三相6極結(jié)構(gòu)，由于電動機內(nèi)部結(jié)構(gòu)的對稱性，可將狀態(tài)相同的極合并，簡化的等效磁路結(jié)構(gòu)。為便于分析和計算，作如下假設(shè)：

1)忽略磁路飽和的影響，磁路為線性；

2)忽略定、轉(zhuǎn)子鐵心的磁壓降，只考慮氣隙和永磁體的磁導(dǎo)；

3)不計磁滯和渦流效應(yīng)；

4)不計定子極問和端部磁漏；

5)不計永磁體回路的漏磁。

2 電機軸向勵磁線圈感應(yīng)電動勢仿真與實驗通表數(shù)據(jù)仿真，可得到該電機的軸向線圈的電動勢，電機徑向勵磁線圈的感應(yīng)電動勢和軸向線圈的感應(yīng)電動勢。粗線為徑向線圈的感應(yīng)電動勢，細(xì)線為軸向線圈的感應(yīng)電動勢波形，為便于觀察將此波形的幅值增大3倍，仿真結(jié)果與實測波形相符。通過構(gòu)建電機實驗平臺，對軸徑向氣隙混合磁路多邊耦合調(diào)速電機進(jìn)行SPWM控制，當(dāng)電機旋轉(zhuǎn)起來后測量軸向線圈電動勢。通過仿真和實驗可知，徑向繞組電流對雙側(cè)軸向勵磁線圈反電動勢之和的相位影響很小，因此該信號可以反應(yīng)電機轉(zhuǎn)子的實際位置。且由于12次諧波在一個周期內(nèi)，有24個過零點，因此分辨率較高，可以應(yīng)用于電機驅(qū)動當(dāng)中。

3 結(jié)論

本文從特定電機的磁導(dǎo)計算出發(fā)，在軸徑向氣隙混合磁路多邊耦合調(diào)速電機的磁場模型的基礎(chǔ)上研究得出以下結(jié)論：

1)軸徑向氣隙混合磁路多邊耦合調(diào)速電機的軸向勵磁線圈的反電動勢中含有該電機位置信息，這些波形即包含3次諧波，又包含高次次諧波，波形較復(fù)雜，相位受徑向線圈電流影響大，獲得實際電機位置運算復(fù)雜。

2)實驗與仿真證明軸徑向氣隙混合磁路多邊耦合調(diào)速電機兩側(cè)軸向勵磁線圈的反電動勢之和中以12次諧波為主，通過處理該信號可以相對簡單地獲取電機轉(zhuǎn)子實際位置。

3)本文提出的電機位置檢測方法并不需要知道電機的準(zhǔn)確參數(shù)，因此受電機參數(shù)變化影響小，抗干擾能力強