[实用新型]一种开关磁阻电机绕组电压的检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种开关磁阻电机绕组电压的检测方法和检测装置，解决了已有的测量方法价格昂贵并且不稳定的问题，属于电机控制电机绕组电压检测的领域。

背景技术

开关磁阻电动机(SR电动机)结构简单坚固，工作可靠，效率高，由其构成的开关磁阻电动机驱动系统(SRD)与传统交直流调速系统相比，具有许多优点，如：起动转矩大，低速性能好，无感应电动机在起动时所出现的冲击电流现象；调速范围宽，控制灵活，可方便实现四象限运行，具有较强的再生制动能力，在宽广的转速和功率范围内都具有高效率，有利于节能降耗；可工作于极高转速；可缺相运行，容错能力强等。目前，SRD在军事和民用工业上的应用已取得一些效果，但还存在一些问题有待进一步研究解决，主要有转子位置检测、控制方法的实现技术等。

SR电动机的调速控制系统需要准确的绕组电压的大小以及方向。传统的绕组电压的检测通常都是利用电压传感器实现的。

目前，使用最广泛的电压是霍尔传感器。而霍尔元件是由半导体材料制成的，对温度的变化是很敏感的，其输入电阻、输出电阻、乘积灵敏度也将受到温度变化的影响，从而给测量带来较大的误差。此外由于不等位电势造成的零位误差以及寄生直流电势误差，自励磁场零位电势误差等误差的存在，使霍尔传感器的使用精度受到很大的影响，致使霍尔传感器的工作不可靠，而要解决这些问题则需要设计和实现复杂的补偿电路，而且霍尔传感器价格昂贵，这都很大的降低了霍尔传感器的实用性，限制了霍尔传感器的使用。

实用新型内容

技术问题：本实用新型的目的是为了解决现有的使用电压霍尔传感器进行电压测量中遇到的工作不可靠以及价格昂贵，实用性不高的问题。提供了一种开关磁阻电机绕组电压测量的方法的电路，能实现对开关磁阻电机绕组电压的准备、实时的测量。电路原理和结构简单、实用，易于实现。

技术方案：

本实用新型为实现上述目的，采用如下技术方案：

本实用新型一种开关磁阻电机绕组电压的检测装置，其特征在于：该装置由比例分压采样电路依次串接绕组正反向电压极性检测电路、单片机CPU和单管蓄流回路构成，其中比例分压采样电路依次串接绕组电压极性检测电路的电源端分别与外部直流电源连接。

所述比例分压采样电路包括第一电阻、第二电阻和数模转换芯片AD，其中第一电阻(R1)的一端通过第一接线端子分别接外部直流电源的正极和单管蓄流回路的正输入端，第二电阻的一端通过第三接线端子接到外部直流电源的负极和单管蓄流回路的负输入端，第一电阻、第二电阻的连接点同时连接到数模转换芯片AD的输入端，数模转换芯片AD的输出端通过内部通讯总线接单片机CPU的输入端。

所述绕组正反向电压极性检测电路包括第三电阻、第一光耦、第四电阻和第二光耦，其中第三电阻的一端通过第四接线端子接单管蓄流回路的输出端，另一端与串接第一光耦后再通过第五接线端子接单管蓄流回路的输入端，第四电阻的一端接第五线端子，第四电阻的另一端与串接第二光耦后再接第四接线端子，第一光耦和第二光耦的输出端分别接单片机CPU的输入端。

所述单管蓄流回路包括第一晶体管、第二晶体管、第一二极管、第二二极管和电感，其中第一晶体管的漏极分别接第一二极管的阴极和比例分压采样电路的正输出端，第一晶体管的源极通过第四接线端子分别接绕组正反向电压极性检测电路的正输入端、第二二极管的阴极和电感的一端，电感的另一端通过第五线端子分别接第二晶体管的漏极、第一二极管的阳极和绕组正反向电压极性检测电路的负输入端，第二晶体管的源极分别接第二二极管的阳极和比例分压采样电路的负输出端。

有益效果：本实用新型通过对磁阻电机的驱动电路以及工作状态进行分析，提出了一种测量绕组电压的大小以及方向的有益的可行性方案。利用分压比例电路，以及电压极性测试电路，数模转换芯片ADC以及控制处理器芯片CPU，可对无位置传感器的绕组电压进行准备实时的测量。本实用新型利用了开关磁阻电机控制系统已有的硬件，辅助测量电路，可以准备的得到绕组电压的大小和方向。结构简单，实用性强。

附图说明

图1是开关磁阻电机双管导通工作状态下的电流回路及光耦导通信号。

图2是开关磁阻电机CCC斩双管工作状态下的电流回路及光耦导通信号。

图3是开关磁阻电机CCC斩双管工作状态下的单管蓄流回路。

图4是无位置传感器的开关磁阻电机的驱动系统。

图5本实用新型的电路原理图。

具体实施方式

本实用新型方法包括获得绕组电压的大小和方向的方法原理：