[发明专利]一种开关磁阻电机无位置传感器低速运行控制方法

说明书

本发明公开了一种开关磁阻电机无位置传感器低速运行控制方法，属于开关磁阻电机控制的技术领域。本发明对开关磁阻电机的导通相绕组的电流采用斩波控制方式，非导通相的绕组的电流采用脉冲注入控制方式，基于此方法可获得整个周期的电流信息，采用单电流阈值法，通过检测某一位置下的电流幅值估计出转子位置信息并进行换相运行，该方法也可以满足在不同电压下的转子位置估计和无位置传感器运行，同时，通过对误差的分析并进行一定的补偿，可以更加精确的控制电机的运行。该方法增强了开关磁阻电机驱动系统的可靠性，适用于开关磁阻电机的低速带载运行。

技术领域

本发明公开了一种开关磁阻电机无位置传感器低速运行控制方法，属于开关磁阻电机控制的技术领域。

背景技术

开关磁阻电机的结构是双凸极式，定子上分布集中式绕组，转子无绕组和永磁体，其具有结构简单，容错性强，效率高等特点。开关磁阻电机在电动汽车驱动电机、起动发电机、压缩机，纺织机械、飞轮储能等场合应用广泛。为了保证开关磁阻电机可靠和高性能运行，必须准确地获得转子位置信息。传统的开关磁阻电机驱动系统由于安装了转子位置传感器，对调速系统有一定的影响，加大了成本，增加了调试的难度，故研究开关磁阻电机无位置传感技术有助于拓宽开关磁阻电机的应用范围。

近些年来对于该领域国内外学者都做出了许多研究，提出了多种控制方法应用于不同的转速范围，其中主要包括导通相检测法，非导通相检测法，基于智能控制的检测方法，附加元件检测法等多种位置估计算法，其中导通相检测法包括的磁链法、相电流梯度法、观测器法以及非导通相检测法包括的激励脉冲法，曲线拟合法应用较多。

以上提出的无位置传感器控制技术都有各自的适用性和局限性，这些方法各有优缺点。磁链电流法是将磁链-电流-位置角数据存储于三维表中，实时估计绕组相电流和磁链数据，通过查表获得转子位置信息，这种方法计算复杂，硬软件被占用的资源多，运算时间长。随着神经网络法，模糊控制法，卡尔曼滤波法等智能控制检测方法开始应用于开关磁阻电机的无位置传感器技术中，这类方法无需精准的系统模型，只需足够的训练数据即可拟合得到转子位置-电流-磁链的关系，完成位置估计，然而该方法需要大量时间训练数据，算法复杂。外加反串测试线圈，采用电感特征值比较，获取转子位置，但需要附加硬件，增加了成本，以上无位置传感器控制技术大多依赖电机磁链模型，其通用性与实用性降低了。

基于电感线性模型的无位置传感器技术，采用电流斜率差值的计算方法识别电感信息，可以通过电感和位置的关系模型估计转子信息，但是相电流斜率过零点不易检测，限制了角度控制范围。

基于双电流阈值的无位置传感器技术，通过设置两个阈值分别对导通相和估计相进行控制，较好的分开了导通相和非导通相，但是该技术使用了两个电流阈值增加了计算量。

发明内容

本发明的发明目的是针对上述背景技术的不足，提供了一种适用于计算简便的开关磁阻电机无位置传感器转子位置估计方法，不需要预知开关磁阻电机的电磁特性数据和精确数学模型即可估计出转子位置，解决了传统的磁链电流法，电感模型法，双电流阈值法、智能控制等开关磁阻电机无位置方法依赖电机本体参数，计算复杂的技术问题。

为实现上述技术目的，本发明采用如下的技术方案予以实现：

一种开关磁阻电机无位置传感器低速运行控制方法，包括如下步骤：

A.驱动开关磁阻电机运行在连续的工作模式下，使得电机的绕组顺序导通；

B.根据不同位置下随母线电压变化的峰值电流波形图设定一电流阈值；

C.实时检测每个电周期内各非导通相相绕组的电流幅值，并在等于所设阈值的特殊转子位置参考点发出位置检索脉冲；

D.根据相邻的两个位置检索脉冲的角度差和时间间隔估计实时转速并估计转子位置。