[发明专利]一种开关磁阻电机无位置传感器控制方法

说明书

本发明公开一种开关磁阻电机无位置传感器控制方法。该方法在非导通区间低阈值斩波使相电流在全周期内连续，通过采集各相电流信息，计算相电流在上升与下降区间的斜率差值。相电流斜率差值最大值点对应该相0°位置，通过检测各相绕组相电流斜率差值最大值点并触发脉冲信号完成电机换相操作，根据相邻两个转子周期内一相绕组电流斜率差值最大值点触发的脉冲信号时间间隔和对应的转子位置角度差值计算电机实时转速并估算任意时刻的电机转子位置角度。该方法解决了开关磁阻电机运行控制对位置传感器的依赖，位置检测精度高，实用性强，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种开关磁阻电机无位置传感器控制方法，特别适用于任意相数、不同定转子极数搭配的开关磁阻电机无位置传感器控制。

背景技术

开关磁阻电机因其本身结构简单坚固，可调速范围宽，容错性能强等诸多优点，在电力驱动领域备受关注。但其运行的可靠性严重依赖内置的位置传感器对位置信号的精确检测，而恶劣的运行环境会影响位置传感器的有效工作，从而降低系统稳定性，同时传感器的安装增加了系统的成本。针对开关磁阻电机进行无位置传感器控制研究可以提高开关磁阻电机系统整体性能、降低造价。目前进行的开关磁阻电机无位置传感器控制方法研究存在着诸如需要电机先验知识、方法计算量大、需要附加硬件设备、位置检测精度低、不具备通用性等问题。有鉴于此，本发明提出一种新的开关磁阻电机无位置传感器控制方法，该方法通过对相电流信息进行有效处理完成电机转子位置检测和电机控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种开关磁阻电机无位置传感器控制方法，从而克服传统开关磁阻电机运行控制中对位置传感器的依赖以及目前开关磁阻电机无位置传感器控制方法中存在的需要电机先验知识、方法计算量大、需要附加硬件设备、位置检测精度低、不具备通用性等问题。其具体方案如下：

一种开关磁阻电机无位置传感器控制方法，包括如下步骤：

a.开关磁阻电机工作在相电流斩波控制模式下并且相电流在整个转子周期内连续；

b.根据开关磁阻电机各相绕组的电流值计算各相电流斜率差值；

c.实时检测开关磁阻电机各相相电流斜率差值最大值点并触发脉冲信号；

d.根据各相相电流斜率差值最大值点触发的脉冲信号执行电机换相操作；

e.根据相邻两个转子周期内同一相电流斜率差值最大值点触发的脉冲信号时间间隔和对应的转子位置角度差值计算电机实时转速并估算任意时刻的电机转子位置角度。

其中，所述开关磁阻电机无位置传感器控制方法步骤a相电流在整个转子周期内连续的方法为：各相绕组在本相导通区间内执行正常的相电流斩波操作，斩波限与电流滞环环宽根据控制要求给定，在非导通区间内执行电流斩波限为0.5A，电流滞环环宽为±0.5A的低阈值电流斩波操作。

步骤b相电流斜率差值计算方法为：

相电流斜率差值计算公式：

用当前时刻检测到的相电流值减去前一时刻的相电流值，除以时间间隔计算出每相电流斜率，代表电流上升阶段相电流斜率，代表电流下降阶段相电流斜率；在相电流上升阶段，电流斜率为正，的取值为当前时刻计算的实时相电流斜率值，的取值为上一电流下降阶段计算的最后一个相电流斜率负值；在相电流下降阶段，电流斜率为负，的取值为当前时刻计算的实时相电流斜率值，的取值为上一电流上升阶段计算的最后一个相电流斜率正值。

步骤d电机换相操作实施方法为：对任意m相X/Y结构的开关磁阻电机，执行单相轮流导通操作，相电流斜率差值最大值点对应该相0°导通位置，对应按导通顺序的前一相绕组关断位置，检测相电流斜率差值最大值点触发的脉冲信号，对该相绕组执行开通操作，并关断按导通顺序的上一相绕组。