[发明专利]一种开关磁阻电机无位置控制的装置及方法

权利要求书

1.一种开关磁阻电机无位置控制装置，其特征在于，所述测量装置包括：控制器(1)、驱动电路(2)、保护电路(3)、整流电路(4)、三相不对称桥式电路(5)、开关磁阻电机(6)、负载(7)、电压传感器(8)、和电流传感器(9)；其中，控制器还包括：电压/电流采样模块(10)、磁链计算模块(11)、开关磁阻电机神经网络模型(12)、速度调节器(13)、电流调节器(14)和换相逻辑(15)。

2.一种开关磁阻电机无位置控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

①开关磁阻电机(6)处于静止状态时，给电机各相绕组施加脉冲电压；

②在脉冲电压的下降沿时刻，电流传感器(9)检测开关磁阻电机(6)的三相响应电流，即i_a、i_b和i_c，并传输给控制器(1)；

③控制器(1)比较三相响应电流i_a、i_b和i_c，判断出响应电流的最大值和次大值，即i_max和i_mid；同时确定划分区域k，当i_a＞i_c＝i_b时，k＝1；当i_a＞i_b＞i_c时，k＝1；当i_a＝i_b＞i_c时，k＝2；当i_b＞i_a＞i_c时，k＝2；当i_b＞i_a＝i_c时，k＝3；当i_b＞i_c＞i_a时，k＝3；当i_b＝i_c＞i_a时，k＝4；当i_c＞i_b＞i_a时，k＝4；当i_c＞i_b＝i_a时，k＝5；当i_c＞i_a＞i_b时，k＝5；当i_c＝i_a＞i_b时，k＝6；当i_a＞i_c＞i_b时，k＝6；进而计算电机初始位置θ₀，即

其中，k为划分区域；i_max、i_mid分别为三相响应电流的最大值、次大值；I_M为所有初始位置下测得的响应电流最大值与响应电流次大值之差的最大值；

④控制器(1)根据初始转子位置θ₀给电机初始导通相通电，实现电机起动；

⑤在开关磁阻电机(6)运行过程中，电压传感器(8)检测电机绕组两端的电压值，电流传感器(9)检测电机绕组的电流值，同时控制器(1)中的电压/电流采样模块(10)按采样频率采集电压值和电流值；

⑥磁链计算模块(11)由在线检测的相电压和相电流计算得到，即通过公式在线计算电机各相磁链；

⑦开关磁阻电机神经网络模型(12)以相电流和相磁链为输入，在线估算转子位置；

⑧开关磁阻电机无位置控制系统采用电流转速双闭环控制，估算出的转子位置角经微分后得到电机的实时转速，速度调节器(13)根据给定转速和实时转速进行转速调整，电流调节器(14)则根据速度调节器输出的给定电流和电机绕组的实际电流进行电流控制；

⑨换相逻辑(15)根据电流控制信号、转子位置角、导通角和关断角，输出控制信号以调节驱动电路的PWM波；

⑩驱动电路(2)输出PWM波，控制三相不对称桥式电路(5)的各个开关管的开通和断开，即控制电机绕组电压的导通与关断，进而控制开关磁阻电机的运行。

3.根据权利要求1所述的一种开关磁阻电机无位置控制装置，其特征在于：电压传感器(8)和电流传感器(9)输出信号同时输入到控制器(1)和保护电路(3)。

4.根据权利要求1所述的一种开关磁阻电机无位置控制装置，其特征在于：保护电路(3)的输出信号与驱动电路(2)连接。