[发明专利]一种适用于车辆重载特性的开关磁阻电机控制方法

说明书

一种适用于车辆重载特性的开关磁阻电机控制方法，包括以下步骤：1)获得开关磁阻电机在整个电周期内各相电感信息；2)特殊位置点的选取；3)转子转速与位置的估计。本发明方法利用车辆重载特性下低电感区其交点位置对电流不敏感特性，对电机位置信息及转速信息进行精确估算，实现车辆重载下开关磁阻电机的无位置传感器控制。

技术领域

本发明涉及电机控制领域，尤其涉及一种适用于车辆重载特性的开关磁阻电机控制方法。

背景技术

开关磁阻电机具有结构简单、控制灵活、容错能力强等优点，现已在牵引运输，电动车辆，航空工业等领域得到应用。实时、准确地获取电机的转子位置信息是SRM可靠运行和高性能控制的必要前提，转子位置信息通常位置传感器获得。然而，位置传感器增加了电机系统的成本与复杂度，在一些较为恶劣的工况下会降低系统的可靠性。电机运行时三相电感之间交点因导通相电流变化而改变。当车辆重载时，负载电流较大，电感处于饱和状态，基于全周期不饱和电感方法来估计位置会出现较大误差。本发明提出一种适用于车辆重载特性的开关磁阻电机无位置传感器控制方法，以解决车辆重载时电机位置估算精度问题。

发明内容

本发明是一种车辆重载是大电流电感饱和状态下的转子位置估算方法，通过估算电机转速，获取转子在任意时刻的位置，实现无位置传感器运行，从而解决当导通相电流较大时，基于全周期不饱和电感方法来估计位置会出现较大误差以及典型位置传感器所具有的高成本与高复杂度的问题。

本发明所采用的技术方案为：

一种适用于车辆重载特性的开关磁阻电机控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)获得开关磁阻电机在整个电周期内各相电感信息；

2)选取低电感交点位置；

3)转子转速与位置的估计；

在所述步骤1)中，考虑开关磁阻电机导通相饱和因素的影响，相电感L_k(i_k,θ)是相电流i_k和转子位置角θ的函数。忽略互感影响，计算电机全周期电感的公式为：

其中i为绕组电流。当导通相为负载电流时，其余非导通相注入高频脉冲，任一时刻三相电流同时存在，因此上式适用于导通区间与非导通区间，统一了绕组饱和与非饱和电感计算，可获取电机全周期电感。

在所述步骤2)中，利用有限元仿真获得的A相、B相、C相非线性磁化曲线，并通过其交点确定特殊位置点。电感相交所对应位置误差较小，最大误差为2°左右，认为电感曲线相交于同一位置，满足不同相电流下位置估算的要求。

在所述步骤3)中，电机的实时转速n_est估算公式为：

其中Δθ为两个相邻位置点之间的角度差，且Δθ＝30°，ΔT_f为相邻位置点之间时间间隔。

在ΔT_f的时间内，认为转速n_est是恒定的。则估算所得电机转子位置角度θ_est为：

θ_est(k+1)＝θ_est(k)+6n_estΔt

其中Δt为两次位置估算之间的时间间隔，θ_est(k)为上一时刻估算位置角。