[发明专利]机电能量转换双边开关磁阻直线电机动子位置估测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种机电能量转换双边开关磁阻直线电机动子位置估测方法，尤其适用于各 种相数双边开关磁阻直线电机。

背景技术

开关磁阻电机要实施位置闭环控制才能遵循最小磁阻原理运行，但传统的位置传感器易 发生故障而失效，这降低了开关磁阻电机系统的可靠性。对开关磁阻旋转式电机无位置传感 器控制已提出了一系列方法，其本质是相同的，即通过对绕组施加激励，测量其电流和端部 电压，推导出相电感或磁链，利用转子位置对电感、磁链的映射关系得出转子位置信息。开 关磁阻直线电机可实现直线运动的机械能和电能直接转，无需中间转换装置或传动机构，从 而减小了直线运动系统的体积、重量和成本，并且可以消除中间转换或传动环节所带来的力、 速度等多种误差。由于电机加工工艺以及电机长期运行造成的轨道和轴承磨损，双边型开关 磁阻直线电机往往存在一定的偏心，采用与开关磁阻旋转式电机相似的传统定子绕组连接方 式，若要实现无位置传感器控制，由于受动子偏心影响，动子位置估测精度不高，难以实施 有效的双边型开关磁阻直线电机无位置传感器控制。因此，提供一种不受动子偏心影响的双 边开关磁阻直线电机动子位置估测方法，对实施有效的双边型开关磁阻直线电机无位置传感 器控制十分重要。

发明内容

本发明的目的是针对已有技术中存在问题，提供一种方法简单、不受动子偏心影响的、 适用于各种相数的机电能量转换双边开关磁阻直线电机动子位置估测方法。

为实现上述目的，本发明机电能量转换双边开关磁阻直线电机动子位置估测方法，包括 采用双边开关磁阻直线电机，双边开关磁阻直线电机的两个定子和一个动子，两个定子分别 设在动子的两侧，双边开关磁阻直线电机的每相定子绕组由4个集中线圈组成，两侧定子上 各有2个集中线圈，将所述一侧定子上的两个集中线圈串联构成定子绕组u，另一侧定子上 的两个集中线圈串联构成定子绕组d，设定定子绕组u的电感值为L_u、定子绕组d的电感值 为L_d，在线检测电感值L_u和电感值L_d，由下式计算得到双边开关磁阻直线电机定子极和动子 极的重叠距离值d：

1Lu+1Ld=g0μ0dLN2]]>

式中：μ₀为真空磁导率值，L为双边开关磁阻直线电机叠厚值，g₀为双边开关磁阻直线 电机的单侧气隙长度值，N为定子上每个集中线圈的匝数值；

根据得到的双边开关磁阻直线电机定子极和动子极的重叠距离值d，由下式得到双边开 关磁阻直线电机动子位置估测值x：

x＝d+0.5Wms-0.5Wsp

式中：Wsp为定子齿宽值，Wms为动子槽宽值，x＝0表示定子极中心线与动子槽中心线 对齐时的动子位置。

所述的电机动子在不偏心的情况下，其动子一侧气隙长度值与另一侧气隙长度值相同， 均为单侧气隙长度值g₀。

有益效果：由于采用了上述技术方案，本发明由双边开关磁阻直线电机两侧定子绕组电 感值倒数和得到双边开关磁阻直线电机定子极和动子极的重叠距离值，再由双边开关磁阻直 线电机定子极和动子极的重叠距离值、定子极宽值和动子槽宽值，得到双边开关磁阻直线电 机动子位置值，不受动子偏心影响，双边开关磁阻直线电机动子位置估测准确，为双边开关 磁阻直线电机无位置传感器控制打下了基础，适用于各种相数的机电能量转换双边开关磁阻 直线电机动子位置估测。其方法简单，效果好，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1是本发明的双边开关磁阻直线电机定子绕组线圈连接示意图。