[发明专利]一种开关磁阻电机无位置传感器控制方法及装置

权利要求书

1.一种开关磁阻电机无位置传感器控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1)根据第n个区间内开关磁阻电机导通相饱和电流与导通相和非导通相电感交点相对于其基准位置角度偏移量间的函数关系式(1)判定是否需要对电机导通相和非导通相电感交点的位置进行修正，从而获得第n个区间内电感交点的准确位置角度；

式中，Δθ为电机导通相和非导通相电感交点相对于其基准位置角度的偏移量，I_s为电机临界饱和电流，I_n为电机第n相实际饱和电流，A、B和C为系数；

步骤S2)根据步骤S1所得电感交点的准确位置角度获得电机转子在第n个区间相邻两电感交点对应的转子平均转速及电机转子从第(n-1)个区间运转至第n个区间的加速度

步骤S3)以电机转子在第n个区间的转子平均转速作为电机转子在第(n+1)个区间的初始转速，以电机转子从第(n-1)个区间运转至第n个区间的加速度作为电机转子在第(n+1)个区间的预期加速度，通过式(2)获得电机转子在第(n+1)个区间任意时刻t的转子位置角度θ_n+1(t)；其中：

式中：θ_n+1(t)为电机转子在第(n+1)个区间任意时刻t的位置角度，θ_n+1(t₀)为电机转子在第(n+1)个区间起始时刻t₀的位置角度；

步骤S4)根据步骤S3所得转子位置角度θ_n+1(t)，向开关磁阻电机输出控制信号。

2.根据权利要求1所述的开关磁阻电机无位置传感器控制方法，其特征在于，步骤S1中确定式(1)的步骤是：

步骤S11)确定导通相临界饱和电流：将开关磁阻电机导通相定子凸极与转子凸极对齐，逐步增大导通相电流，实时记录导通相磁化曲线变化情况，磁化曲线出现弯曲时对应的导通相电流值即为临界饱和电流；

步骤S12)确定电机导通相和非导通相电感交点的基准位置角度：控制开关磁阻电机以单相依次循环导通模式运行，将电机导通相电流调至临界饱和电流，采用脉冲注入法实时获取开关磁阻电机的各相电感值，当导通相电感与非导通相电感相等时，将其对应的转子位置角度作为电机导通相和非导通相电感交点的基准位置角度；

步骤S13)确定位置角度的偏移量：以临界饱和电流为导通相初始电流，以相同电流间隔x逐步增大导通相电流，确定相应的导通相与非导通相电感交点相对于其基准位置角度的偏移量，分别改变电流间隔x重复获得若干组导通相饱和电流及其对应的位置角度偏移量；

步骤S14)根据步骤S13所得导通相饱和电流及其对应的位置角度偏移量，采用数值拟合方法获得电机导通相饱和电流与导通相和非导通相电感交点相对于其基准位置角度偏移量间的函数关系式(1)。

3.根据权利要求2所述的开关磁阻电机无位置传感器控制方法，其特征在于，步骤S1中电机导通相和非导通相电感交点的位置修正的步骤是：

步骤S15)实时检测开关磁阻电机导通相电流，将实时检测的导通相电流与导通相临界饱和电流值比较，当导通相电流小于导通相临界饱和电流时，则无需对电机导通相和非导通相电感交点的位置角度进行修正，否则进入步骤S16；

步骤S16)将导通相电流代入式(1)计算该导通相电流对应的导通相和非导通相电感交点相对于其基准位置角度偏移量；

步骤S17)根据步骤S16所得角度偏移量对导通相和非导通相电感交点的位置角度进行修正，从而得到该导通相和非导通相电感交点的准确位置角度值。

4.根据权利要求1所述的开关磁阻电机无位置传感器控制方法，其特征在于，步骤S2中计算转子平均转速的公式为：

式中：为第n个至第(n+1)个电感交点所对应的第n个区间转子平均转速；θ_n和θ_n+1分别为第n个和第(n+1)个电感交点的位置角度；t_n和t_n+1分别为电机转子转到第n个和第(n+1)个电感交点位置所对应的时间。