[发明专利]一种基于调节电流斩波限降低开关磁阻电机噪声的方法

说明书

本发明公开了一种基于调节电流斩波限降低开关磁阻电机噪声的方法，该方法在低速电流斩波控制(CCC)模式下，使用伪随机方法为每相电流斩波限引入随机偏移量，使得各相电流斩波的上、下限不同，破坏激励的周期性，进而破坏径向电磁力的周期性，避免其频率与电机定子固有频率一致，从而通过破坏共振，达到降低开关磁阻电机噪声的目的。本发明的特点是无需硬件电路辅助，应用成本低廉，易于实现。

技术领域

本发明涉及电机控制，尤其涉及一种基于调节电流斩波限降低开关磁阻电机噪声的方法，该方法在低速电流斩波控制(CCC)模式下，通过破坏斩波电流的周期性，达到破坏共振、降低开关磁阻电机噪声的目的。

背景技术

相对于传统电机，开关磁阻电机具有许多的优点，如电机结构简单，不消耗稀土资源，成本低，起动转矩大，过载能力强，调速范围宽，运行效率高。这使得开关磁阻电机在一般工业、牵引电动机、高速电动机等领域得到了广泛的应用，显示出强大的市场竞争力。

但是，开关磁阻电机的噪声较大，这极大地限制了其在家用电器，航空等噪声敏感场合下的应用。因此，研究抑制开关磁阻电机的振动和噪声成为改善开关磁阻电机性能的重要课题。

在不考虑机械噪声的情况下，开关磁阻电机的噪声主要是由转子与定子之间的径向电磁力造成的。任何物体都有固有频率，开关磁阻电机的定子也不例外，施加相同幅值的激励，当激励的频率接近该物体的固有频率时，物体的振动噪声将远大于其它频率下的振动噪声。因此，当径向电磁力的频率与开关磁阻电机定子的固有频率一致时，噪声会非常大。

发明内容

本发明针对上述开关磁阻电机运行过程中的共振噪声，提出了一种基于调节电流斩波限降低开关磁阻电机噪声的方法。该方法能够通过破坏激励的周期性，达到减小共振、降低噪声的目的。

本发明采取的技术方案如下：一种基于调节电流斩波限降低开关磁阻电机噪声的方法，微处理器中的通用输入/输出模块GPIO接收由调速把和档位开关得到的调速信号和档位信号并输出控制信号至不对称半桥结构功率变换器进而控制开关磁阻电机运行；不对称半桥结构功率变换器采集开关磁阻电机的三相电流并经过电阻转换成电压信号，输出至微处理器CPU的模数转换模块AD；霍尔位置传感器采集开关磁阻电机转子的霍尔位置信号并输出至微处理器CPU的定时模块TIM，微处理器CPU根据采集到的开关磁阻电机转子的霍尔位置信号，计算转子速度；

其特征在于：在低速电流斩波控制CCC模式下，根据转子速度判断电机是否进入了低速电流斩波控制模式，当电机进入了低速电流斩波控制模式时，使用伪随机方法通过CPU中的内置程序1为每相电流的斩波限产生随机偏移量，然后通过内置程序2更新每相电流的斩波上、下限，最后通过内置程序3使用更新后的每相电流的斩波上、下限进行斩波控制，使得各相电流斩波的上、下限不同，破坏激励的周期性，进而破坏径向电磁力的周期性，避免其频率与电机定子固有频率一致，从而通过破坏共振，达到降低开关磁阻电机噪声的目的。

上述方法包括以下步骤：

步骤1：首先，在CPU中预先设定好三相开关磁阻电机电流的斩波上限i_H和斩波下限i_L，；

步骤2：CPU根据采集到的开关磁阻电机转子的霍尔位置信号，计算电机的当前转速；

步骤3：若电机的当前转速没有进入低速电流斩波控制模式，则执行步骤2进行下个运算周期的继续检测；若进入了低速电流斩波控制模式，则执行步骤4；

步骤4：使用伪随机方法为A、B、C三相电流的斩波限产生随机偏移量，分别是i_Aoffset、i_Boffset及i_Coffset；

步骤5：将步骤4产生的每一相的随机偏移量分别与步骤1预设的斩波上限i_H及斩波下限i_L相加，得到新的三相电流斩波上、下限，即：