[发明专利]开关磁阻电机的转子位置检测装置、定位及运行控制方法

说明书

本发明公开了一种开关磁阻电机的转子位置检测装置、定位及运行控制方法，包括在开关磁阻电机的转轴上安装位置磁环，所述位置磁环包括交替排列的磁极N和磁极S，在交替位置且在转轴轴线的水平方向上安装磁环定位键，所述磁环定位键与转子冲片定位键安装位置相同；所述定子冲片定位键安装在开关磁阻电机定子冲片的轴线上，且在定子冲片的轴线处安装霍尔元件；根据所述位置磁环和霍尔元件在旋转过程中的脉冲信号列得到转子旋转角度，以此得到转子位置。根据转子旋转角度及霍尔元件状态变换周期的电机中断次数控制开导通角度或关断角度，以此实现对转子位置的检测以及对电机运行的控制。

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，特别是涉及一种开关磁阻电机的转子位置检测装置、定位及运行控制方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

在电机导通相与霍尔状态的关系表中，电机运行时为单相-双相-单相交替的通电模式，每相有三个状态保持通电、三个状态保持断电，即霍尔元件HaHbHc(011)时，A相保持导通，B相断电，C相断电；霍尔元件HaHbHc(001)时，A相保持导通，B相开始通电，C相断电；霍尔元件HaHbHc(101)时A相断电，B相开始保持导通，C相断电；霍尔元件HaHbHc(100)时A相断电，B相保持通电，C相开始通电；霍尔元件HaHbHc(110)时A相断电，B相断电，C相保持导通；霍尔元件HaHbHc(010)时A相开始通电，B相断电，C相保持导通。

上述导通控制方法在电机起动及低速运行时根据表中的各相导通逻辑，采用电流斩波跟踪的方式控制电机运行；高速运行时，根据导通角的大小，开通角从每相的开始通电时刻计时，在进入下一霍尔状态之前开通；关断角在第三个导通状态的中间时刻关闭，实验证明该时刻关断电机效率较高；上述控制方法中，电机绕组开始导通于最小电感点，在起动及低速运行时，一直保持导通，在最大电感曲线的最大起始点截止；高速运行时，关断角在线性电感曲线上升段中间时刻关闭。

而发明人认为，上述的导通逻辑可以实现电机的运行，但是电机的每相开通和关断都不是最优的状态；而且在对电机导通、关断进行最优控制时，需要实时获取转子的位置角度，通过在转子旋转到最优位置时，控制电机导通或关断，但是现有技术中并没有对位置磁环与电机转轴、转子，霍尔元件与电机定子、外壳的定位关系的详细阐述，故无法准确获取转子位置。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种开关磁阻电机的转子位置检测装置、定位及运行控制方法，通过在开关磁阻电机上安装定位键及霍尔元件，根据在转子旋转过程中霍尔元件状态变换得到转子旋转角度，根据转子旋转角度及霍尔元件状态变换周期的电机中断次数控制导通角度或关断角度，以此实现对转子位置的检测以及对电机运行的控制。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种开关磁阻电机的转子位置检测装置，包括：开关磁阻电机、磁环定位键、转子冲片定位键和定子冲片定位键；

在开关磁阻电机的转轴上安装位置磁环，所述位置磁环包括交替排列的磁极N和磁极S，在交替位置且在转轴轴线的水平方向上安装磁环定位键，所述磁环定位键与转子冲片定位键安装位置相同；所述定子冲片定位键安装在开关磁阻电机定子冲片的轴线上，且在定子冲片的轴线处安装霍尔元件；

根据所述位置磁环和霍尔元件在旋转过程中的脉冲信号列得到转子旋转角度，以此得到转子位置。

第二方面，本发明提供一种采用第一方面所述的开关磁阻电机的转子位置检测装置的定位方法，包括：

将磁环定位键和转子冲片定位键所处的转轴轴线水平位置处设为零角度；初始化霍尔元件状态，设当前状态变换次数为零；

获取霍尔元件在位置磁环旋转过程中脉冲信号列，得到霍尔元件状态变换次数，根据霍尔元件状态变换次数得到第一旋转角度；