[发明专利]一种三相开关磁阻电机转子初始位置角估计方法

说明书

技术领域

本发明涉及于开关磁阻电机控制技术领域，尤其涉及一种无位置传感器的三相开关磁阻电机转子初始位置估计方法。

背景技术

在开关磁阻电机应用领域中，实时而准确的转子位置信息是其可靠运行和高性能控制的前提，开关磁阻电机应用系统主要由开关磁阻电机(SRM)、功率变换器、控制器、转子位置检测器四大部分组成，而转子位置检测器对转子位置信号的获取目前主要采用直接位置检测方法，该方法是在电机中专门增设一个位置传感器得到位置信号，典型的有电磁式、光电式、磁敏式等，其中光电传感器应用最广泛，但这些传统的机械传感器结构复杂，安装不方便，不仅增加了系统结构的复杂性，同时也降低了系统的可靠性和增加了成本，制约了开关磁阻电机的广泛应用，特别在高温、灰尘等恶劣环境下，位置传感器又容易出现故障，这又限制了电机的正常运转。因此，如何取代位置传感器，克服采用位置传感器带来的不足，探索一种算法简单、容易实现、又高可靠性的无位置传感器技术具有十分重要的实际意义。

无位置传感器的开关磁阻电机的运行过程包括三个阶段：位初始位置判断阶段、低速运转阶段和高速运转阶段。每个阶段根据电机的运行特性均有相应的转子位置估计算法，但为了实现无位置传感器技术的应用，初始位置的判断是前提和条件，特别是在某些特定场合，如电动汽车、精确伺服传动装置等领域是不允许电机反转，所以要在这些领域使用无位置传感器技术，就必需考虑初始位置角精确估算和初始导通相判断问题，如果不能实现准确的初始位置估计，会导致电机反转，严重会导致灾难性后果。国内外学者对开关磁阻电机初始位置估算判断研究了很多方法，如脉冲注入法、电感分区法等，脉冲注入法只是通过脉冲电流的幅值大小判断电机的初始起动相，不能估计出电机的精确初始位置角，所以不适合防反转和实行无位置传感器闭环控制系统，而电感分区法存在电感最大和最小区域电感变化缓慢，所以该区域电机的相电流变化也很缓慢，这对电流传感器采集相电流的精度有很大影响，最终导致初始位置估计的精度不高，可能会产生反转，并且该方法也只判断初始起动相，而不能精确估计到初始位置角，这对高精度位置控制领域是很不利的，因此需要克服现有技术的缺陷，解决精确估算转子初始位置角以及判断初始启动相的问题，以提高无位置传感器开关磁组电机系统的运行稳定性，避免开关磁阻电机反转的风险。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服上述现有技术不足，提供一种三相开关磁阻电机转子初始位置角估计方法，解决转子初始位置角精确估算和初始导通相判断问题，以提高无位置传感器开关磁组电机系统的运行稳定性。

本发明提供了的具体技术方案是：一种三相开关磁阻电机转子初始位置角估计方法，包括如下步骤，

步骤1控制单元向功率变换器单元的开关管输入脉冲宽度为恒值的高频脉冲信号，控制开关管的开通与关断，从而控制三相开关磁阻电机的三相绕组通电与断电，在脉冲信号下降沿时刻，三相绕组中分别产生相电流脉冲电流峰值；

步骤2信号采集单元采集三相开关磁阻电机绕组中的实时相电流脉冲电流峰值，即i_{A_peak}、i_{B_peak}和i_{C_peak}，并传输给控制单元；