[发明专利]开关磁阻电动机开通角的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种开关磁阻电动机开通角的控制方法，属于开关磁阻电动机角度控制的技术领域。

背景技术

开关磁阻电动机的控制方式主要分为三种：电流斩波控制(CCC)、电压斩波控制(PWM)、位置角度控制(APC)。其中位置角度控制(APC)即通过设置开通角、关断角来实现对电动机的控制。由于电动机运行时，关断角对电动机的影响相对开通角的影响要小，因此一般采用固定关断角、控制开通角的方法来实现电动机控制。传统的开通角控制需要测量开关磁阻电动机运行时的磁链特性，利用复杂的偏微分方程求导不同工作点的开通角。将工作点与开通角的关系线性化为表格结构，程序中利用查表的方式实现实时控制。这种方法有很多缺点：

1.编制查找需要的表格计算量大，过程复杂；

2.表格数据量大，需要额外的存储空间，频繁性的执行查表操作，降低控制系统的性能；

3.只对实验的特定电动机对象成立，更换电动机型号甚至同种型号的不同电动机，需要重新进行测量，不具备通用性。

发明内容

本发明的目的是针对现有开通角控制方式存在的弊端，提出一种简便易行且具有自适应性的开关磁阻电动机开通角的控制方法。其技术方案为：

将位置检测单元产生的位置电平输出到可编程逻辑器件，经可编程逻辑器件编码后产生位置编码和位置中断信号，处理器在位置中断信号请求下，检测开关磁阻电动机相绕组电流值，并计算实际转速值，与预先设定的目标电流值进行综合计算处理，设置开关磁阻电动机下一导通周期的开通角，其特征在于：位置检测单元包括多个传感器，多个传感器等距离安装在开关磁阻电动机轴的同心位置上，具体的安装位置能使在开关磁阻电动机的定、转子开始对齐位置、最大电感位置、最小电感位置均产生位置中断信号，电流传感器将开关磁阻电动机相绕组电流信号分别经A/D转换器、电流斩波控制单元对应接处理器和可编程逻辑器件，处理器根据位置中断信号计算开关磁阻电动机的实际转速值，并与设定转速进行PI调节，得到所需的相绕组目标电流值，处理器根据目标电流值、实际采样电流值、实际转速值实现开通角的设置。

所述的开关磁阻电动机开通角的控制方法，传感器之间的角度的确定：根据公式计算传感器之间的角度，其中m为开关磁阻电动机相数，N_s为定子极数，N_r为转子极数。

所述的开关磁阻电动机开通角的控制方法，确定位置检测单元与开关磁阻电动机的遮光盘相对位置的步骤是：给开关磁阻电动机的一相绕组通电，使该相的定子与转子处于对齐位置，设定传感器在遮光位置信号为1、非遮光位置信号为0，调节位置检测单元与开关磁阻电动机的遮光盘的相对位置，使其中一传感器处于该传感器输出方波的下降沿位置，此时在开关磁阻电动机的定、转子开始对齐位置、最大电感位置、最小电感位置均产生位置中断信号，固定位置检测单元。

所述的开关磁阻电动机开通角的控制方法，处理器根据目标电流值、实际采样电流值、实际转速值实现开通角的设置的具体步骤是：处理器判断实际转速值、实际采样电流值是否发生变化，如果是则进行PI调节得到新的目标电流值，通过公式得到开通角的值，继而比较定转子开始对齐位置时的实际采样电流值与目标电流值的大小，否则直接比较定转子开始对齐位置时的实际采样电流值与目标电流值的大小；若实际采样电流值大于目标电流值，则减小提前开通角的值，否则增大提前开通角的值，然后将开通角的值转化为处理器内部定时器可以处理的时间变量，完成一个开通角的设置周期，周而复始，其中公式中，L_min表示开关磁阻电动机的最小电感，i_REF表示目标电流值，ω_R表示实际转速值，V_dc表示母线电压值。

所述的开关磁阻电动机开通角的控制方法，处理器可采用微处理器MCU或数字信号处理器DSP，传感器可采用光电传感器或霍尔传感器。

其工作原理为：

根据公式计算传感器之间的角度，其中m为开关磁阻电动机相数，N_s为定子极数，N_r为转子极数。

给开关磁阻电动机的一相绕组通电，使该相的定子与转子处于对齐位置，设定传感器在遮光位置信号为1、非遮光位置信号为0，调节位置检测单元与开关磁阻电动机的遮光盘的相对位置，使其中一传感器处于该传感器输出方波的下降沿位置，此时在开关磁阻电动机的定、转子开始对齐位置、最大电感位置、最小电感位置均产生位置中断信号，固定位置检测单元。