CN102361426B - 开关磁阻电机调速系统的转子角度细分方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种开关磁阻电机调速系统的转子角度细分方法，该方法具有如下基于软件实现的流程：a.根据开关磁阻电机转子的位置信号计算当前转子转速；b.根据系统所期望的转速和转矩值查表得到每相的开通角和关断角；c.通过当前转子转速计算通用定时器的计数频率，并修改通用定时器控制寄存器的相应位，以及对通用定时器计数寄存器进行赋值；d.当通用定时器计数寄存器计数到某一个开通角或者关断角时，开通或关断该相。该开关磁阻电机调速系统的转子角度细分方法基于软件实现，与现有方法相比具有以下优点：抗干扰能力强，可靠性高，可准确检测高频输入信号；转子角度细分的精度很高；驱动控制电路简单，成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种开关磁阻电机调速系统的转子角度细分方法。
背景技术
随着稀土永磁材料钕铁硼(NdFeB)价格的不断上涨，不含永磁体的开关磁阻电机调速系统，以其结构简单、效率高、控制容易、高效无极调速、成本低等独特优点已在工业领域中成为其它类型电机调速系统强有力的竞争者，具有广阔的应用前景。然而，目前的开关磁阻电机调速系统还存在着如下缺陷：开关磁阻电机的定子、转子的双凸极结构以及开关形式供电电源，使得开关磁阻电机驱动系统成为一个多变量高度耦合、非线性异常严重的系统。开关磁阻电机调速系统是通过对开通角和关断角的调整来满足不同转速、转矩要求的，因此实现开关磁阻电机转子的精确定位非常重要。角度细分是目前常用的一种实现开关磁阻电机转子精确定位的方法。传统的角度细分方法是基于硬件锁相环(PLL)电路对转子的位置信号进行倍频而实现的，这种方法的缺点是可靠性低、对分频倍数有限制以及对转子角度细分精度不高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：公开了一种基于软件的开关磁阻电机调速系统的转子角度细分方法，目的在于解决现有基于硬件锁相环(PLL)电路的转子角度细分方法存在的可靠性低、对分频倍数有限制以及对转子角度细分精度不高的问题，以求进一步提高调速系统的控制精度。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种开关磁阻电机调速系统的转子角度细分方法，具有如下基于软件实现的流程：a.根据开关磁阻电机转子的位置信号计算当前转子转速；b.根据系统所期望的转速和转矩值查表得到每相的开通角和关断角；c.通过当前转子转速计算通用定时器的计数频率，并修改通用定时器控制寄存器的相应位，以及对通用定时器计数寄存器进行赋值；d.当通用定时器计数寄存器计数到某一个开通角或者关断角时，开通或关断该相。以上即为一次转子角度细分控制过程，通过此流程(程序)即可实现开关磁阻电机转子角度的细分，实现转子的精确定位，从而提高调速系统控制精度。
本发明的有益效果是：该开关磁阻电机调速系统的转子角度细分方法基于软件实现，构思巧妙合理，与现有基于硬件锁相环(PLL)电路的转子角度细分方法相比，具有以下优点：一、抗干扰能力强，可靠性高，可准确检测高频输入信号；二、转子角度细分的精度很高；三、驱动控制电路简单，成本低。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的开关磁阻电机调速系统的转子角度细分方法的流程图；
图2是本发明的开关磁阻电机调速系统的转子角度细分方法的位置检测部分的结构示意图。
图中：1.为在与转子同心圆周上并依次相距15°的三个光电对管；2.为与转子同心且固定在转轴上的，齿数为八的齿槽等宽测速盘；3.为电机的转轴；4.为三相定子十二槽、转子八极开关磁阻电机。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
一种开关磁阻电机调速系统的转子角度细分方法，具有如下基于软件的运作流程：a.根据开关磁阻电机转子的位置信号计算当前转子转速；b.根据系统所期望的转速和转矩值查表得到每相的开通角和关断角；c.通过当前转子转速计算通用定时器的计数频率，并修改通用定时器控制寄存器的相应位，以及对通用定时器计数寄存器进行赋值；d.当通用定时器计数寄存器计数到某一个开通角或者关断角时，开通或关断该相。以上即为一次转子角度细分控制过程，通过此流程(程序)即可实现开关磁阻电机转子角度的细分，实现转子的精确定位，从而提高调速系统控制精度。
实施例1：
以基于TI公司生产的TMS320F2812作为控制芯片的三相定子十二槽、转子八极开关磁阻电机调速系统为例，该系统的位置检测部分如图2所示：在与转子同心圆周上依次相距15°的三个光电对管1；与转子同心且固定在转轴上的齿数为八的齿槽等宽测速盘2。当测速盘2的齿挡住某一个光电对管1光路时，该光电对管1输出高电平，否则输出低电平。因为光电对管1的输出信号发生跳变时，转子位置是唯一确定的，故定义在一个电周期(360°/8＝45°)内任意一个光电对管1的输出信号发生跳变的六个位置为标准位置。
如图1所示，进入角度细分控制子程序时，首先根据标准位置处捕获的位置信号计算转子转速，同时根据系统所期望的转速和转矩查表得到每相的开通角和关断角θona、θonb、θonc和θoffa、θoffb、θoffc；以最近一次的标准位置为初始位置，通过当前的转子转速计算通用定时器x(其中，x＝1，2，3，4)的计数频率，并修改通用定时器x控制寄存器(TxCON)的相应位，以及使用该标准位置的角度对通用定时器x计数寄存器(TxCNT)进行赋值；当TxCNT＝θona或θonb或θonc时，开通a相或b相或c相；当TxCNT＝θoffa或θoffb或θoffc时，关断a相或b相或c相。
当本次角度细分控制结束后，退出该子程序。
Claims (1)
1.一种开关磁阻电机调速系统的转子角度细分方法，其特征在于具有如下基于软件实现的流程：a.根据开关磁阻电机转子的位置信号计算当前转子转速；b.根据系统所期望的转速和转矩值查表得到每相的开通角和关断角；c.通过当前转子转速计算通用定时器的计数频率，并修改通用定时器控制寄存器的相应位，以及对通用定时器计数寄存器进行赋值；d.当通用定时器计数寄存器计数到某一个开通角或者关断角时，开通或关断该相。
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