永磁球形电机转子经纬线区间辨识

为了实现永磁球形电机的三自由度运动,需要对其转子球面空间进行辨识.本文在分析转子磁场分布特点的情况下,在定子φ=45°、90°和135°的3条纬度线上均匀放置了13个线性霍尔传感器,根据传感器的放置位置将定子球面分成了12个区间.当转子绕坐标轴旋转时,通过线性霍尔传感器阵列检测转子表面的径向磁场值并且按照设定的阈值将传感器阵列的输出数据转换为二进制编码.文中分别分析了转子在滚转、俯仰和偏航3种运动状态下各个位置所对应的编码信号以及磁场值的绝对值情况,同时进一步推广到转子任意姿态的区间辨识.最后,通过实验分别得到转子在不同姿态下传感器阵列的输出情况,实验中得到的编码信号与磁场值的绝对值结果与理论分析结果相一致,表明文中所提出的转子区间辨识理论的有效性.

永磁球形电机转子区间划分及辨识策略研究

永磁球形电机的闭环控制,往往需要获取转子的位置信息。提出一种永磁球形电机转子区间划分方法,并对其位置进行辨识研究。根据转子磁极产生的磁场分布特点,以及定子线圈的影响来确定线性霍尔传感器的输出编码转换阈值,并且基于阈值对定子球面进行空间划分来确定传感器的安装位置和数量。转子磁极产生的磁场大于阈值的位置在定子球壳内表面构成一个近似圆形区间,将该圆形区间命名为一个单元区间,在每个单元区间的中心处放置一个传感器。多个单元区间在定子表面上相互重叠形成了范围更加小的位置区间。为了分辨磁极位置,将24个传感器输出的磁场值绝对值与磁场阈值比较后得到输出编码,命名为24位编码。将24个传感器中输出编码为1的传感器进行二次编码得到一组新的编码用来判断磁极极性,命名为极性编码。综合24位编码与极性编码来对转子位置进行辨识。为了验证所提的转子辨识理论,搭建了转子位置辨识实验平台,并且对转子的几种典型位置进行验证。实验结果与理论分析结果一致,从而验证了所提出的永磁球形电机转子位置辨识方法的有效性。