開關磁阻電機調速系統的轉子角度細分方法
2023-05-04 01:22:36 3
專利名稱：開關磁阻電機調速系統的轉子角度細分方法
技術領域：
本發明涉及一種開關磁阻電機調速系統的轉子角度細分方法。
背景技術：
隨著稀土永磁材料釹鐵硼(NdFeB)價格的不斷上漲，不含永磁體的開關磁阻電機調速系統，以其結構簡單、效率高、控制容易、高效無極調速、成本低等獨特優點已在工業領域中成為其它類型電機調速系統強有力的競爭者，具有廣闊的應用前景。然而，目前的開關磁阻電機調速系統還存在著如下缺陷開關磁阻電機的定子、轉子的雙凸極結構以及開關形式供電電源，使得開關磁阻電機驅動系統成為一個多變量高度耦合、非線性異常嚴重的系統。開關磁阻電機調速系統是通過對開通角和關斷角的調整來滿足不同轉速、轉矩要求的，因此實現開關磁阻電機轉子的精確定位非常重要。角度細分是目前常用的一種實現開關磁阻電機轉子精確定位的方法。傳統的角度細分方法是基於硬體鎖相環(PLL)電路對轉子的位置信號進行倍頻而實現的，這種方法的缺點是可靠性低、對分頻倍數有限制以及對轉子角度細分精度不高。
發明內容
本發明要解決的技術問題是公開了一種基於軟體的開關磁阻電機調速系統的轉子角度細分方法，目的在於解決現有基於硬體鎖相環(PLL)電路的轉子角度細分方法存在的可靠性低、對分頻倍數有限制以及對轉子角度細分精度不高的問題，以求進一步提高調速系統的控制精度。本發明解決其技術問題所採用的技術方案是一種開關磁阻電機調速系統的轉子角度細分方法，具有如下基於軟體實現的流程a.根據開關磁阻電機轉子的位置信號計算當前轉子轉速；b.根據系統所期望的轉速和轉矩值查表得到每相的開通角和關斷角；c.通過當前轉子轉速計算通用定時器的計數頻率，並修改通用定時器控制寄存器的相應位，以及對通用定時器計數寄存器進行賦值；d.當通用定時器計數寄存器計數到某一個開通角或者關斷角時，開通或關斷該相。以上即為一次轉子角度細分控制過程，通過此流程(程序)即可實現開關磁阻電機轉子角度的細分，實現轉子的精確定位，從而提高調速系統控制精度。本發明的有益效果是該開關磁阻電機調速系統的轉子角度細分方法基於軟體實現，構思巧妙合理，與現有基於硬體鎖相環(PLL)電路的轉子角度細分方法相比，具有以下優點一、抗幹擾能力強，可靠性高，可準確檢測高頻輸入信號；二、轉子角度細分的精度很高；三、驅動控制電路簡單，成本低。
下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。圖1是本發明的開關磁阻電機調速系統的轉子角度細分方法的流程圖2是本發明的開關磁阻電機調速系統的轉子角度細分方法的位置檢測部分的結構示意圖。圖中1.為在與轉子同心圓周上並依次相距15°的三個光電對管；2.為與轉子同心且固定在轉軸上的，齒數為八的齒槽等寬測速盤；3.為電機的轉軸；4.為三相定子十二槽、轉子八極開關磁阻電機。
具體實施例方式現在結合附圖對本發明作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發明的基本結構，因此其僅顯示與本發明有關的構成。一種開關磁阻電機調速系統的轉子角度細分方法，具有如下基於軟體的運作流程a.根據開關磁阻電機轉子的位置信號計算當前轉子轉速；b.根據系統所期望的轉速和轉矩值查表得到每相的開通角和關斷角；c.通過當前轉子轉速計算通用定時器的計數頻率，並修改通用定時器控制寄存器的相應位，以及對通用定時器計數寄存器進行賦值； d.當通用定時器計數寄存器計數到某一個開通角或者關斷角時，開通或關斷該相。以上即為一次轉子角度細分控制過程，通過此流程(程序)即可實現開關磁阻電機轉子角度的細分，實現轉子的精確定位，從而提高調速系統控制精度。實施例1 以基於TI公司生產的TMS320F2812作為控制晶片的三相定子十二槽、轉子八極開關磁阻電機調速系統為例，該系統的位置檢測部分如圖2所示在與轉子同心圓周上依次相距15°的三個光電對管1 ；與轉子同心且固定在轉軸上的齒數為八的齒槽等寬測速盤2。 當測速盤2的齒擋住某一個光電對管1光路時，該光電對管1輸出高電平，否則輸出低電平。因為光電對管1的輸出信號發生跳變時，轉子位置是唯一確定的，故定義在一個電周期 (360° /8 = 45° )內任意一個光電對管1的輸出信號發生跳變的六個位置為標準位置。如圖1所示，進入角度細分控制子程序時，首先根據標準位置處捕獲的位置信號計算轉子轉速，同時根據系統所期望的轉速和轉矩查表得到每相的開通角和關斷角θ _、 eonb> θ。η。和e。ffa、Θ offb> θ。ff。；以最近一次的標準位置為初始位置，通過當前的轉子轉速計算通用定時器x(其中，χ = 1,2,3,4)的計數頻率，並修改通用定時器χ控制寄存器 (TxCON)的相應位，以及使用該標準位置的角度對通用定時器χ計數寄存器(TxCNT)進行賦值；當TxCNT = θ。na或θ。nb或θ onc時，開通a相或b相或c相；當TxCNT = θ。ffa或θ。ffb 或θ offc時，關斷a相或b相或c相。當本次角度細分控制結束後，退出該子程序。
權利要求
1. 一種開關磁阻電機調速系統的轉子角度細分方法，其特徵在於具有如下基於軟體實現的流程a.根據開關磁阻電機轉子的位置信號計算當前轉子轉速；b.根據系統所期望的轉速和轉矩值查表得到每相的開通角和關斷角；c.通過當前轉子轉速計算通用定時器的計數頻率，並修改通用定時器控制寄存器的相應位，以及對通用定時器計數寄存器進行賦值；d.當通用定時器計數寄存器計數到某一個開通角或者關斷角時，開通或關斷該相。
全文摘要
本發明涉及一種開關磁阻電機調速系統的轉子角度細分方法，該方法具有如下基於軟體實現的流程a.根據開關磁阻電機轉子的位置信號計算當前轉子轉速；b.根據系統所期望的轉速和轉矩值查表得到每相的開通角和關斷角；c.通過當前轉子轉速計算通用定時器的計數頻率，並修改通用定時器控制寄存器的相應位，以及對通用定時器計數寄存器進行賦值；d.當通用定時器計數寄存器計數到某一個開通角或者關斷角時，開通或關斷該相。該開關磁阻電機調速系統的轉子角度細分方法基於軟體實現，與現有方法相比具有以下優點抗幹擾能力強，可靠性高，可準確檢測高頻輸入信號；轉子角度細分的精度很高；驅動控制電路簡單，成本低。
文檔編號H02P6/16GK102361426SQ20111033372
公開日2012年2月22日 申請日期2011年10月28日 優先權日2011年10月28日
發明者俞賢萍, 吳中澤, 花為 申請人:常州華陽電子科技有限公司, 江蘇華陽電器有限公司