[发明专利]一种无位置传感器开关磁阻电机中转子位置的检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无位置传感器的开关磁阻电机的转子位置检测方法，属于电机控制领域。 

背景技术

已有的开关磁阻电机驱动系统(SRD)如图1所示，系统由具有功率管及其驱动模块的功率逆变器1、开关磁阻电机2、测量直流母线电压的电压传感器3、测量绕组电流的电流传感器4、控制器5和测量电机转子位置的位置传感器6组成。由于根据“磁阻最小原理”，通过对定子励磁绕组依次通电，定子极与转子极相互作用产生转矩，因此SRD结构简单、运行可靠。 

SRD的运行需要在线实时检测的反馈量一般有转子位置、速度及电流等，然后根据控制目标综合这些信息给出控制指令，实现运行控制及保护等功能。转子位置检测环节是SRD的重要组成部分，检测到的转子位置信号是各相主开关器件正确进行逻辑切换的根据，也为速度控制环节提供了速度反馈信号。现有检测SRD转子位置的技术是外置机械式的位置传感器6，这样增大了电机体积，加大了电机制造工艺难度，降低了系统可靠性，同时提高了电机系统的成本。 

因此，人们研制间接检测转子位置的方法，制造无位置传感器的开关磁阻电机，已经研制出来的无位置传感器开关磁阻电机控制系统取消了外部的位置传感器6，通过向非工作绕组注入高频电流进行辨识非工作绕组的电感变化，从而确定电机转子位置，对电机进行控制。但是，由于工作绕组中的电流注入，使得电机转子中出现阻力矩和力矩谐波成分，降低了电机系统的效率，增大了电机输出的转矩波动。同时，工作绕组形成的磁链对注入电流形成影响，使得信号采集受到干扰，降低了转子位置的辨识精度。 

发明内容

本发明目的是为了解决现有间接检测转子位置的方法使得电机转子中出现阻力矩和力矩谐波成分，降低了电机系统的效率，增大了电机输出的转矩波动。同时，工作绕组形成的磁链对注入电流形成影响，使得信号采集受到干扰，降低了转子位置的辨识精度的问题，提供了一种无位置传感器开关磁阻电机中转子位置的检测方法。

实现本发明方法的装置包括功率逆变器、开关磁阻电机、电压传感器、电流传感器和控制器，绕组采用斩波电流闭环控制，该方法包括： 

步骤一、对绕组电流i和母线电压U进行采样：控制器对电流传感器测量的开关磁阻电机的绕组电流i进行采样，同时，控制器对电压传感器测量的开关磁阻电机的母线电压U进行采样； 

步骤二、根据步骤一采样的绕组电流i和母线电压U获得绕组的瞬时电感L，继而通过查绕组的瞬时电感L与转子角度关系表得到转子的位置。 

获得绕组的瞬时电感L与转子角度关系表的方法为：将电机转子固定在设定角度，向绕组通入50Hz交流电，测量绕组电压U₂和电流I₂，利用公式 

2π×50×L=(U2I2)2-R2]]>

计算该转子角度位置的绕组的瞬时电感L，其中R为绕组等效电阻；不断改变电机转子的角度位置，重复上述方法计算，得到多组不同转子角度位置的绕组的瞬时电感值，获得绕组的瞬时电感L与转子角度关系表。 

本发明的优点： 

本发明利用开关磁阻电机控制系统已有的硬件，检测工作绕组中的电流斩波信号，计算电机绕组的瞬时电感，查其与转子角度的关系表得到电机转子的实际角度位置。检测转子位置方便，降低了电机制造成本和工艺，而且解决了现有间接检测转子位置的方法使得电机转子中出现阻力矩和力矩谐波成分，降低了电机系统的效率，增大了电机输出的转矩波动。同时，工作绕组形成的磁链对注入电流形成影响，使得信号采集受到干扰，降低了转子位置的辨识精度的问题。 

附图说明