[发明专利]一种两相开关磁阻电机控制器的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及控制器技术领域，具体涉及一种两相开关磁阻电机控制器及其控制方法。

背景技术

电动角磨机用电机要求转速高、功率大、体积小，通常采用串激电机。串激电机转子上有绕组，采用碳刷结构，容易磨损，须频繁更换碳刷，为使用带来不便。开关磁阻电机结构简单、坚固，转子上只有硅钢片，没有绕组和永磁体，可靠性高，在宽广的转速和功率范围内均具较高的效率。开关磁阻电机是机电一体化系统，必须设计专用的控制器，这在一定程度上增加了成本，但是串激电机要经常更换碳刷，从长远看，开关磁阻电机系统具有一定的成本优势。

现有开关磁阻电机控制器采用隔离变压器式的隔离电源给控制电路等供电，且每个上桥臂功率开关管的驱动都由各自独立的电源供电，电机低速运行时采用传统的电流斩波控制，需要准确带隔离的电流检测电路，隔离电源体积占用较大，成本较高，电流检测电路所需检测芯片成本较高，控制器的成本在一定程度上限制了开关磁阻电机的应用。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提出了一种两相开关磁阻电机控制器及其控制方法，实现两相开关磁阻电机的长期安全、可靠、稳定运行，替代原有的电动角磨机用串激电机，降低了生产成本。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种两相开关磁阻电机控制器，包括：功率模块、逻辑控制模块、检测模块、电源模块和驱动模块；

所述功率模块与电源模块连接，逻辑控制模块与检测模块和驱动模块分别连接；

所述电源模块将功率模块产生的高压直流电转换成逻辑控制模块、检测模块和驱动模块所需的低压直流电；

将逻辑控制模块的运行状态分别设定为预启动状态、启动状态、运行状态和过流状态；在运行状态情况下，逻辑控制模块根据检测模块的输入信号，输出不同的控制信号，所述控制信号通过驱动模块控制开关管进而驱动两相开关磁阻电机的运行。

所述功率模块包括：依次连接的整流电路、电容充电限流电路、滤波电路和不对称半桥功率转换电路，实现交流转换为直流并给电机和其他模块供电的作用；

所述整流电路为全桥整流电路，电容充电限流电路为串联连接的两个限流电阻，滤波电路为滤波电容，不对称半桥功率转换电路包括：

二极管串联可控开关管组成串联支路一，电阻依次串联可控开关管和二极管组成串联支路二，所述串联支路一与串联支路二并联连接组成并联支路，两个所述并联支路并联连接。

所述逻辑控制模块包括控制芯片及外围最小电路，实现检测信号输入处理，和控制信号输出从而控制电机正常运行的功能。该控制芯片需具备以下输入输出引脚：过电流输入中断引脚1个，位置信号中断输入引脚2个，继电器控制引脚1个，高低电平输出引脚2个，PWM输出引脚2个，总计9引脚芯片，即该系统可用8位单片机实现控制两相开关磁阻电机的功能。

所述检测模块包括：电流检测电路和转子位置检测电路，检测电机绕组电流和转子位置的作用；

所述电流检测电路包括：比较器、二极管D1、二极管D2、电容C1和电阻R5；

电机两相电流采样后分别通过比较器与电流上限值做比较，比较器的输出值分别经过二极管D1和二极管D2后合并为一个信号输出；电容C1的一端与二极管D1的输出端连接，另一端接地；电阻R5的一端与二极管D2的输出端连接，另一端接地。

所述转子位置检测电路包括：第一输出钳位电路、第二输出钳位电路、第一霍尔元件和第二霍尔元件；

逻辑控制模块输出的控制信号分别经过第一输出钳位电路和第二输出钳位电路以后接地；

电阻R48的一端与第二输出钳位电路连接，另一端连接第二霍尔元件；

电阻R49的一端与第一输出钳位电路连接，另一端连接第一霍尔元件；

电阻R44和电阻R45串联后，一端连接在电阻R48和第二霍尔元件之间，另一端连接在电阻R49和第一霍尔元件之间。

所述驱动模块包括：逻辑控制模块输出的PWM、SD控制信号分别经过输出输出钳位电路与驱动芯片连接，驱动芯片根据接收到的控制信号驱动可控开关管。

所述输出钳位电路包括两个同向串联连接的二极管。

所述功率模块、逻辑控制模块、检测模块和驱动模块所用电源为直流斩波式电源芯片进行直流斩波供给，没有电气隔离。

一种两相开关磁阻电机控制器的控制方法，包括：