[实用新型]一种同步磁阻电机的无传感DTC控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及电机控制领域，尤其是一种同步磁阻电机的无传感DTC控制系统。

背景技术

同步磁阻电机，又称为磁阻式同步电机，在本质上也是同步电机，但是其产生电磁转矩的原理与传统同步电机不同。其转子由有特定形状的高导磁材料叠片叠压而成。由于特定的转子叠片使得d轴磁路在通过转子时主要通过高导磁材料闭合，q轴磁路通过转子时，需要多次穿越气隙。因此同步磁阻电机d轴磁路磁阻很小，而在q轴方向的磁阻很大。这种磁阻的巨大差异使得电机转子呈现强烈的凸极性，从而产生磁阻性质的驱动转矩。与传统电动机相比较，同步磁阻电机主要有以下优点：

特殊的转子结构使得转子上的磁滞和涡流损耗很小，同步运行时基本上不存在发热问题，提高了电机的运行效率和安全性。

特殊的转子结构使得转子表面光滑，磁阻变化较为连续，大大减小了电机运行时的转矩脉动和噪声。

转子无绕组，电机转动惯量小，动态响应速度快，电机坚固耐用，易于维护。

转矩、功率密度高，其功率密度超过异步电动机，比大功率的永磁电机略低，过载能力强，易于弱磁扩速，特别适合于高速传动系统。

转子转速取决于定子电流的频率，控制系统简单可靠。

较高的性价比，由于同步磁阻电机不需要永磁材料，转子主要由硅钢片叠压而成，但是其控制性能不比永磁同步电机差。

通常，同步磁阻电机的速度控制方法需要获得电机的速度信息或转子位置信息或磁通信息。因此需要安装相应的速度传感器或位置脉冲编码器或磁通传感器等，只是这些传感器在大部分的应用场合设置较为困难，不仅对安装结构提出了更高的要求，而且也增加了整个系统固件的经济成本。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种同步磁阻电机的无传感DTC控制系统，以达到简化结构，降低安装要求为目的。为此，本实用新型采取以下技术方案。

一种同步磁阻电机的无传感DTC控制系统，其特征在于，包括三相交流输入模块、整流模块、电量采集模块、无传感DTC控制模块、PWM逆变驱动模块、同步磁阻电机、存储器；所述三相交流输入模块连接到整流模块，整流模块的输出母线连接到驱动模块，整流模块的输出母线和同步磁阻电机连接到电量采集模块，无传感DTC控制模块与存储器相连，所述的电量采集模块连接到无传感DTC控制模块的信号输入端，无传感DTC控制模块的信号输出端连接到PWM逆变驱动模块，PWM逆变驱动模块的输出端连接到同步磁阻电机；所述三相交流输入模块为控制系统提供三相交流电源，经整流模块转换为稳定的直流母线电压；所述整流模块将输入的三相交流电源整流成稳定的直流电源；电量采集模块完成两相电流及母线电压的采集和计算；存储器用于存储DTC数据；无传感DTC控制模块完成磁链、转矩和转速的估算，并根据估算结果通过查询存储器的DTC数据实现系统无传感DTC控制；PWM逆变驱动模块根据无传感DTC控制模块信号将直流母线电压转换成PWM波形输出。本系统中，三相交流输入模块为整流模块提供稳定的三相交流输入，整流模块为系统提供稳定的直流电源，电量采集模块完成对系统电量信息的采集和计算并反馈给无传感DTC控制模块，无传感DTC控制模块完成相关数据的估算、优化，并进行无传感DTC控制，控制信号通过驱动模块驱动控制同步磁阻电机，可以有效地控制同步磁阻电机稳定可靠运行，启动转矩大，动态性能好，稳态运行效率高，弱磁扩速能力强。在本技术方案中，无需安装相应的速度传感器或位置脉冲编码器或磁通传感器等，安装方便，降低结构要求，从而有效降低生产成本，提高生产效率。

作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本实用新型还包括以下附加技术特征。

进一步的，所述电量采集模块通过检测驱动器输出两相电流和母线电压。结合电机定子电阻参数和电压重构的方法，可方便和精确的求取驱动器定子侧静止坐标系下电压、电流及反电势。

进一步的，所述的无传感DTC控制模块通过观测的磁链、转矩和转速，结合DTC查表实现对控制对象的无传感DTC控制。便于DTC数据查询实现DTC控制。查表方式，有效提高响应速度。

进一步的，所述的PWM逆变驱动模块根据无传感DTC控制模块的输出信号驱动输出相应的PWM波形到同步磁阻电机。输出PWM控制波形。PWM电路简单便于调节，响应速度快，波形效果好。

有益效果：