[发明专利]一种无转子位置传感器的开关磁阻电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种开关磁阻电机，特别涉及一种无转子位置传感器的开关磁阻电机。

背景技术

随着电力电子和电气传动控制技术的发展，开关磁阻电机的制造技术和控制技术得到了迅速发展。开关磁阻电机传动系统以其优良的力能指标以及高效节能的性能得到电气传动领域一致认可。但是开关磁阻电机的定转子磁极是凸极结构，运行于磁路磁阻最小的原理上，开关磁阻电机控制器必须根据转子位置进行换相才能正常运行。开关磁阻电机可分为有转子位置传感器开关磁阻电机和无转子位置传感器开关磁阻电机，由于纯无转子位置传感器的开关磁阻电机，转子信息是通过其它的物理量计算间接获取，当前工程应用技术还不成熟，目前工程应用中几乎都是有转子位置传感器的开关磁阻电机。转子位置传感器通常有光电式、霍尔元件式、电磁式等。开关磁阻电机采用专用转子位置传感器增加了电机的复杂性，体积大，降低了电机运行的可靠性，提高了成本。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种结构简单、运行可靠、体积小、成本低、能提供准确换相信息的无转子位置传感器的开关磁阻电机。

本发明解决上述技术问题的技术方案是：包括定子磁极AA′、定子磁极BB′、定子磁极CC′、励磁绕组W_A、励磁绕组W_B、励磁绕组W_C，其特征在于，还包括位置电势感应线圈、感应电势滤波整形器、变增益比例调节器、鉴幅器及位置脉冲形成器；所述位置电势感应线圈分为嵌在定子磁极AA′上的位置电势感应线圈W_AH、嵌在定子磁极BB′上的位置电势感应线圈W_BH、嵌在定子磁极CC′上的位置电势感应线圈W_CH；所述位置电势感应线圈的同名端与感应电势滤波整形器的输入端相连，所述位置电势感应线圈的异名端接地，所述感应电势滤波整形器经所述变增益比例调节器与所述鉴幅器及位置脉冲形成器相连，所述鉴幅器及位置脉冲形成器的输出端与开关磁阻电机的控制器相连。

上述的无转子位置传感器的开关磁阻电机中，所述位置电势感应线圈是在各相的一个定子磁极上绕制一个，或在同相各个磁极上绕制一个线圈，同相位置电势感应线圈顺极性串联连接。

上述的无转子位置传感器的开关磁阻电机中，所述变增益比例调节器包括输入电阻R₁和等效负反馈电阻R_F，所述变增益比例调节器的放大倍数为K＝1+R_F/R₁，等效负反馈电阻R_F的阻值与电机转速n呈线性反比例，即在电机1.2倍额定转速时整定放大倍数K＝1，零速时，R_F的阻值整定为5R₁。

所述感应电势滤波整形器由电感、电容和二极管组成，所述电感的左端与所述位置电势感应线圈的同名端相连，右端分别与所述电容和二极管的输入端相连，所述电容另一端接地，所述二极管的输出端与所述变增益比例调节器相连。

本发明的有益效果在于：本发明中安装在定子磁极上的位置电势感应线圈的感应电势的幅值与定转子磁极轴线重合度直接相关，当定子、转子磁极重合时，对应相感应线圈的感应电势达到最大值，即幅值。感应电势经感应电势滤波整形器滤波整形、变增益比例调节器处理后，由鉴幅器及位置脉冲形成器输出位置脉冲。

本发明提供的无转子位置传感器的开关磁阻电机无旋转部件，无需整定定子、转子磁极对齐操作，电机体外无任何安装器件，结构简单，不影响电机的外结构，运行可靠、体积小、成本低的，能提供准确的换相信息，实用性强。

附图说明

图1为本发明中基于电势幅值法获取转子位置脉冲的原理框图；

图2为本发明中三相6/4极开关磁阻电机的结构图；

图3为本发明感应电势滤波整形器的电路结构图；

图4为本发明中变增益比例调节器的电路结构图；

图5为本发明中鉴幅器及位置脉冲形成器的电路结构图；

图6为本发明中利用电势幅值获得位置脉冲的波形图。

具体实施方式

参见图1，图1为本发明中基于电势幅值法获取转子位置脉冲的原理框图。图中W_A是A相的励磁绕组，W_AH是A相的位置电势感应线圈，绕制在A相的一个定子磁极上，位置电势感应线圈的输出送到电势滤波整形器的输入端，经过整形后送到变增益比例调节器，再利用鉴幅器获得位置脉冲。