一種開關磁阻電動機無轉子位置傳感器控制方法
2023-07-05 21:55:06
一種開關磁阻電動機無轉子位置傳感器控制方法
【專利摘要】本發明公開的一種開關磁阻電動機無轉子位置傳感器控制方法，將功率變換器中一相主開關開通，開關磁阻電動機該相繞組受到正電壓激勵，相繞組電流先上升，直到相繞組電流達到最高峰值，然後相繞組電流下降，下降到谷值位置時，相繞組電流又繼續上升，相繞組電流谷值位置為該相最大相電感始端轉子位置，採集該相最大相電感始端轉子位置，直接作為開關磁阻電動機功率變換器該相主開關的關斷位置，關斷功率變換器該相主開關。該方法無無需轉子位置傳感器，無需存儲電動機磁鏈數據，實時性強，動態響應性能和穩定性良好，具有較強實用性與通用性。
【專利說明】一種開關磁阻電動機無轉子位置傳感器控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種開關磁阻電動機無轉子位置傳感器控制方法，適用於採用各種功率變換器拓撲結構的、各種相數的開關磁阻電動機系統。
【背景技術】
[0002]開關磁阻電動機系統必須工作於自同步狀態。位置閉環是系統正常工作的基本條件，通過轉子位置傳感器的反饋信號，控制系統才能保證電機相繞組按照預定目標順序導通，並在正確位置換相。同時，位置信息還被作為開關磁阻電動機速度反饋信號，以實現開關磁阻電動機系統的速度閉環控制，因此開關磁阻電動機系統中轉子位置傳感器相當重要，作為關鍵組件的轉子位置傳感器更應當具有可靠的工作性能。而目前開關磁阻電動機系統通常採用的轉子位置傳感器，容易受到灰塵、油汙、碰撞等惡劣環境的作用而發生故障，使得控制系統不能獲得正確的位置信號，導致系統錯誤換相或紊亂運行，極大的影響了整個系統的可靠性能。無轉子位置傳感器控制方法一直是研究的熱點，但是至今沒有得到推廣應用，其中非導通相的高頻信號注入方法僅適合於較低速度範圍內，而磁鏈實時觀測方法需要積分運算，在斬波控制方式下一個電流周期內相繞組端電壓反覆多次，對A/D檢測精度和頻率要求高，並且電機相繞組電阻的變化也顯著影響了磁鏈的精確測算，不易取得滿意效果。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是克服已有技術中的不足之處，提供一種開關磁阻電動機無轉子位置傳感器控制方法，通過檢測到的最大相電感始端位置，直接作為開關磁阻電動機功率變換器該相主開關的關斷位置，從而關斷功率變換器該相主開關。
[0004]本發明的開關磁阻電動機無轉子位置傳感器控制方法，只需將功率變換器中的一相主開關開通，檢測該相繞組電流，開關磁阻電動機的該相繞組由於受到正電壓激勵，相繞組電流i先上升，直到相繞組電流i達到最高峰值Θ ,位置，然後該相繞組電流i開始下降，下降到相繞組電流谷值θ2位置時，相繞組電流i又繼續上升，相繞組電流谷值θ2位置為該相最大相電感L始端轉子位置，採集該相最大相電感L始端轉子位置的相繞組電流谷值Θ 2位置，將相繞組電流谷值Θ 2位置直接作為開關磁阻電動機功率變換器該相主開關的關斷位置，無需轉子位置傳感器，關斷功率變換器的該相主開關即可。
[0005]有益效果:本發明無需外接額外硬體，無需計算和存儲電動機磁鏈數據，無需向非導通相注入高頻信號，針對採用各種功率變換器拓撲結構的、各種相數的開關磁阻電動機系統，將功率變換器中一相主開關開通，通過檢測該相電流，開關磁阻電動機該相繞組受到正電壓激勵，相繞組電流先上升，直到相繞組電流達到最高值，然後相繞組電流下降，下降到谷值位置，相繞組電流又繼續上升；當該相電流下降到谷值位置時，轉子位置為該相最大相電感始端轉子位置，直接作為開關磁阻電動機功率變換器該相主開關的關斷位置，無需轉子位置傳感器，關斷功率變換器該相主開關。實時性強，動態響應性能和穩定性良好，具有較強實用性與通用性。對於推廣開關磁阻電動機系統在航空航天、煤礦井下等高可靠性要求應用領域，十分有意義。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0006]圖1是本發明的每相雙開關功率變換器開關磁阻電動機系統一相電流路徑示意圖；
[0007]圖2是本發明的相電感L與相電流i特徵示意圖；
[0008]圖3是本發明的每相雙繞組開關功率變換器開關磁阻電動機系統一相電流路徑示意圖。
【具體實施方式】
[0009]下面結合附圖對本發明的實施例作進一步的描述:
[0010]實施例一、如圖1所示，以採用每相雙開關功率變換器的開關磁阻電動機系統為例， [0011]將功率變換器中A相主開關S1和S2開通，開關磁阻電動機該相繞組受到正電壓Us激勵，功率變換器中A相電流i路徑；
[0012]圖2所示，檢測該相繞組電流i，A相繞組電流i先上升，直到相繞組電流i達到最高峰值Q1位置，然後相繞組電流i開始下降，下降到谷值θ2位置，相繞組電流i又繼續上升；當A相電流下降到谷值θ2位置時，相繞組電流谷值θ2位置為A相最大相電感L的始端轉子位置，採集A相最大相電感始端轉子位置的相繞組電流谷值θ2，將相繞組電流谷值Θ 2位置直接作為開關磁阻電動機功率變換器A相主開關S1和S2的關斷位置，無需轉子位置傳感器，直接關斷功率變換器A相主開關S1和S2即可。
[0013]實施例二、如圖3所示，以採用每相雙繞組功率變換器的開關磁阻電動機系統為例，
[0014]將功率變換器中A相主開關S1開通，開關磁阻電動機該相繞組受到正電壓Us激勵，相電流i路徑；
[0015]如圖2所示，檢測該相繞組電流i，A相繞組電流i先上升，直到相繞組電流i達到最高峰值Q1位置，然後相繞組電流i下降，下降到相繞組電流谷值θ2位置，相繞組電流i又繼續上升；當A相電流下降到谷值θ2位置時，相繞組電流谷值θ2位置為A相最大相電感L始端轉子位置，採集A相最大相電感L始端轉子位置的相繞組電流谷值Θ 2位置，將相繞組電流谷值θ2位置直接作為開關磁阻電動機功率變換器A相主開關S1的關斷位置，無需轉子位置傳感器，直接關斷功率變換器A相主開關S1即可。
【權利要求】
1.一種開關磁阻電動機無轉子位置傳感器控制方法，其特徵在於: 只需將功率變換器中的一相主開關開通，檢測該相繞組電流，開關磁阻電動機的該相繞組由於受到正電壓激勵，相繞組電流i先上升，直到相繞組電流i達到最高峰值Θ i位置，然後該相繞 組電流i開始下降，下降到相繞組電流谷值Θ 2位置時，相繞組電流i又繼續上升，相繞組電流谷值Θ 2位置為該相最大相電感L始端轉子位置，採集該相最大相電感L始端轉子位置的相繞組電流谷值θ2位置，將相繞組電流谷值θ2位置直接作為開關磁阻電動機功率變換器該相主開關的關斷位置，無需轉子位置傳感器，關斷功率變換器的該相主開關即可。
【文檔編號】H02P6/08GK104022693SQ201410210246
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年5月16日 優先權日:2014年5月16日
【發明者】陳昊, 曾輝 申請人:中國礦業大學