[发明专利]高转子磁极开关磁阻电动机的制造敏感控制

说明书

一种用于利用开关磁阻电机(SRM)控制系统控制SRM的方法。该方法允许在宽范围的速度和载荷上进行自适应脉冲定位。利用初始化机制为SRM提供初始转子位置。在电流波形的初始电流上升阶段期间的相电流波形上定义钉扎点。当电流波形达到钉扎点时，确定电流上升的斜率。然后该斜率被馈送到SRM控制系统的换相模块。来自计算的电感或电流斜率的误差信号被用作到SRM控制系统中的控制回路的输入。时间确定模块确定最佳时间信号以发射下一脉冲。最佳时间信号被馈送到SRM，以用于将多个SRM开关转至接通和关断状态。

技术领域

本公开总体上涉及用于控制开关磁阻电机(SRM)的方法，并且更具体地，涉及用于控制SRM的方法和系统，以使得能够在宽范围的速度和载荷上进行自适应脉冲定位。

背景技术

开关磁阻电机(SRM)是一类通过磁阻转矩操作的简单电动机。SRM包括凸极转子和定子磁极。在定子上存在集中绕组，但在转子上不存在绕组或永磁铁。这些特征使得SRM相对于常规的非SRM电动机能够实现非常高的速度。由于在转子中不存在绕组，因此功率仅被传递到在定子中的绕组，而不是在转子中的绕组，并且由于这种简单的机械结构，SRM相对于常规电动机提供了更低的维护成本。当电流通过定子绕组时，转矩是由转子磁极与受激励的定子磁极对准的趋势而生成的。通过将每个相位的激励与转子位置同步可以生成持续的转矩。准确的转子位置信息对于控制电动机的转矩是关键的。

已经提出了几种使用有源或无源相位电感进行位置估计的技术。在大多数方法中，利用受控制的信号，并且受控制的信号可以被施加到相位绕组以估计电感，并因此在不使用位置编码器的情况下确定转子位置。某些其他方法描述了电动机的自动校准。一种这样的方法描述了一种无传感器转子位置测量系统，该系统具有数字处理器，其接收来自与电机的相位绕组相关联的电流和磁通的电流和磁通传感器的信号。电流和磁通的测量能够在预测的参考转子位置进行。每次通电循环仅对电流和磁通进行一次采样。该方法基于位置估计方法，其无法提供绝对的转子位置信息。

另一种方法描述了用于通过对在开关磁阻电动机内的转子位置的间接感测来控制开关磁阻电动机的电路。该方法测量用于电流在两个预定等级之间上升的时间。测量的电流上升时间可以与期望的电流上升时间进行比较，以确定在电动机相位中的传导间隔是否与转子的位置同相或者是否滞后或领先于转子的位置。然而，该方法使用复杂的算法来计算电流上升时间。

用于控制开关磁阻电机的另一种方法包括一种开关磁阻电机，其具有：生成并发射指示操作特性的传感器信号的传感器，与开关磁阻电动机和传感器可操作地耦合的控制器，以及控制器执行方法。此处，SRM的无传感器控制是通过在相位中注入电压脉冲并测量合成电流来实现的。然而，这种方法注入额外的电压脉冲用于控制开关磁阻电机。

因此需要一种用于控制开关磁阻电机的方法来实现自适应脉冲定位。这样的方法将减少在电机中的制造缺陷和老化效应。此外，这样的方法将针对每个单独的电机调整控制参数，而不是针对整批制造的电机调整控制参数。此外，这样的方法将提供准确的转子位置信息。这样的方法将利用简单的算法来计算电流上升时间。此外，这样的方法将不会针对控制开关磁阻电机注入额外的电压脉冲。这些和其他目标由本实施例实现。

发明内容

为了最小化被发现在现有技术中的限制，并且最小化基于阅读本说明书将变得明显的其他限制，本发明的优选实施例提供了一种控制开关磁阻电动机(SRM)的SRM控制系统，并使得能够在宽范围的速度和载荷上进行自适应脉冲定位。SRM控制系统包括初始化模块，以利用初始化机制为SRM提供初始转子位置。在SRM控制系统中的点定义模块在电流波形的初始电流上升阶段期间的相电流波形上定义钉扎点。定义的钉扎点相对于SRM的基本电感值是静态的。