[发明专利]一种针对开关磁阻电机的改进的相电流梯度检测方法

说明书

本发明提供一种针对开关磁阻电机的改进的相电流梯度检测方法，包括：S1持续检测获取相电流数据；S2将当前时刻获取的相电流数据与前一时刻的数据进行比对，当检测到当前时刻相电流数据小于前一时刻的数据时，将当前时刻记为标记时刻；S3在标记时刻后持续检测获取一段时间的相电流数据；S4以标记时刻为中轴，分别提取标记时刻前后N组数据组成数组；S5根据数组中的前N项数据和后N项数据分别进行Lagrange抛物线插值，根据抛物线插值函数求取该相电流数据的最大值，以及对应的转子角度信息；S6根据获取的相电流数据最大值作为电流峰值点，并根据峰值点的位置计算电机转速与各时刻的转子位置。本发明有助于提高开关磁阻电机电流峰值位置检测的精确度。

技术领域

本发明涉及开关磁阻电机控制技术领域，特别是一种针对开关磁阻电机的改进的相电流 梯度检测方法。

背景技术

开关磁阻电机是一种变磁阻双凸极电机，这种电机结构简单，性能优异，被应用在众多 工业领域。位置传感器的引入增加了电机结构的复杂度、不稳定性，影响电机可靠性。为解 决以上问题，无位置传感器控制技术逐渐兴起。

相比于普通电机，开关磁阻电机具有双凸极结构，转子运动过程中，通电相的相电流 会先增大，后减小。理想情况下，相电流的峰值会在定子凸极与转子凸极恰好发生重叠的位 置。相电流梯度法依据此原理，通过检测绕组相电流梯度是否过零点，判断转子位置。

首先，若考虑绕组电压，相电流斜率公式可以表示为式1-1

其中i为相电流，U_dc为绕组两端相电压，R为绕组电阻，为电机运动电动势，L为绕 组电感。

当电机相电流能够顺利出现峰值时，此时必定需要反电动势足够大，以至于可以超过绕 组两端电压与绕组压降的差值U_dc-Ri，否则，相电流波形会存在电流梯度过零点后后移，导 致相电流梯度法失效。

其次，在处理相电流时，由于控制系统所用的控制芯片处理的都是数字量，因此采样得 到的电流均为离散量，并且在使用PWM斩波调压方式控制电机时，相电流将呈现锯齿状，这 两者都会导致判断电流峰值不准确，而使相电流梯度法的检测精准度下降。

在目前的相电流梯度法的研究中，并没能提出有效的办法来解决电流离散化后对检测精 度造成影响的问题；而在解决电感曲线的非线性问题上，如今使用较为广泛的方法是查表法， 但是由于影响电流峰值位置的因素较多，传统查表法的影响变量多，导致前期实验量过大， 并且会占用控制器大量存储空间，且过多的变量会使得计算产生的误差增大，造成位置检测 精度下降。

如图1所示，控制系统采样所获得的电流信号为离散量，故离散点之间的信息未可知，如 果实际上的电流峰值恰好出现在某两个离散点之间，则对于相电流峰值出现的时间和位置无 法确切知道，导致换向信号出错，进而使得电机转矩波动加强，影响电机的正常使用。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种针对开关磁阻电机的改进的相电流梯度检测方法。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

第一方面，本发明示出一种针对开关磁阻电机的改进的相电流梯度检测方法，包括：

S1在电机导通后，持续检测获取相电流数据；

S2将当前时刻获取的相电流数据与前一时刻的数据进行比对，当检测到当前时刻相电流 数据小于前一时刻的数据时，将当前时刻记为标记时刻；

S3在标记时刻后持续检测获取一段时间的相电流数据；