CN104022693A - 一种开关磁阻电动机无转子位置传感器控制方法 - Google Patents

一种开关磁阻电动机无转子位置传感器控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开的一种开关磁阻电动机无转子位置传感器控制方法，将功率变换器中一相主开关开通，开关磁阻电动机该相绕组受到正电压激励，相绕组电流先上升，直到相绕组电流达到最高峰值，然后相绕组电流下降，下降到谷值位置时，相绕组电流又继续上升，相绕组电流谷值位置为该相最大相电感始端转子位置，采集该相最大相电感始端转子位置，直接作为开关磁阻电动机功率变换器该相主开关的关断位置，关断功率变换器该相主开关。该方法无无需转子位置传感器，无需存储电动机磁链数据，实时性强，动态响应性能和稳定性良好，具有较强实用性与通用性。

Description

一种开关磁阻电动机无转子位置传感器控制方法
技术领域
本发明涉及一种开关磁阻电动机无转子位置传感器控制方法，适用于采用各种功率变换器拓扑结构的、各种相数的开关磁阻电动机系统。
背景技术
开关磁阻电动机系统必须工作于自同步状态。位置闭环是系统正常工作的基本条件，通过转子位置传感器的反馈信号，控制系统才能保证电机相绕组按照预定目标顺序导通，并在正确位置换相。同时，位置信息还被作为开关磁阻电动机速度反馈信号，以实现开关磁阻电动机系统的速度闭环控制，因此开关磁阻电动机系统中转子位置传感器相当重要，作为关键组件的转子位置传感器更应当具有可靠的工作性能。而目前开关磁阻电动机系统通常采用的转子位置传感器，容易受到灰尘、油污、碰撞等恶劣环境的作用而发生故障，使得控制系统不能获得正确的位置信号，导致系统错误换相或紊乱运行，极大的影响了整个系统的可靠性能。无转子位置传感器控制方法一直是研究的热点，但是至今没有得到推广应用，其中非导通相的高频信号注入方法仅适合于较低速度范围内，而磁链实时观测方法需要积分运算，在斩波控制方式下一个电流周期内相绕组端电压反复多次，对A/D检测精度和频率要求高，并且电机相绕组电阻的变化也显著影响了磁链的精确测算，不易取得满意效果。
发明内容
本发明的目的是克服已有技术中的不足之处，提供一种开关磁阻电动机无转子位置传感器控制方法，通过检测到的最大相电感始端位置，直接作为开关磁阻电动机功率变换器该相主开关的关断位置，从而关断功率变换器该相主开关。
本发明的开关磁阻电动机无转子位置传感器控制方法，只需将功率变换器中的一相主开关开通，检测该相绕组电流，开关磁阻电动机的该相绕组由于受到正电压激励，相绕组电流i先上升，直到相绕组电流i达到最高峰值θ1位置，然后该相绕组电流i开始下降，下降到相绕组电流谷值θ2位置时，相绕组电流i又继续上升，相绕组电流谷值θ2位置为该相最大相电感L始端转子位置，采集该相最大相电感L始端转子位置的相绕组电流谷值θ2位置，将相绕组电流谷值θ2位置直接作为开关磁阻电动机功率变换器该相主开关的关断位置，无需转子位置传感器，关断功率变换器的该相主开关即可。
有益效果：本发明无需外接额外硬件，无需计算和存储电动机磁链数据，无需向非导通相注入高频信号，针对采用各种功率变换器拓扑结构的、各种相数的开关磁阻电动机系统，将功率变换器中一相主开关开通，通过检测该相电流，开关磁阻电动机该相绕组受到正电压激励，相绕组电流先上升，直到相绕组电流达到最高值，然后相绕组电流下降，下降到谷值位置，相绕组电流又继续上升；当该相电流下降到谷值位置时，转子位置为该相最大相电感始端转子位置，直接作为开关磁阻电动机功率变换器该相主开关的关断位置，无需转子位置传感器，关断功率变换器该相主开关。实时性强，动态响应性能和稳定性良好，具有较强实用性与通用性。对于推广开关磁阻电动机系统在航空航天、煤矿井下等高可靠性要求应用领域，十分有意义。
附图说明
图1是本发明的每相双开关功率变换器开关磁阻电动机系统一相电流路径示意图；
图2是本发明的相电感L与相电流i特征示意图；
图3是本发明的每相双绕组开关功率变换器开关磁阻电动机系统一相电流路径示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作进一步的描述：
实施例一、如图1所示，以采用每相双开关功率变换器的开关磁阻电动机系统为例，
将功率变换器中A相主开关S1和S2开通，开关磁阻电动机该相绕组受到正电压US激励，功率变换器中A相电流i路径；
图2所示，检测该相绕组电流i，A相绕组电流i先上升，直到相绕组电流i达到最高峰值θ1位置，然后相绕组电流i开始下降，下降到谷值θ2位置，相绕组电流i又继续上升；当A相电流下降到谷值θ2位置时，相绕组电流谷值θ2位置为A相最大相电感L的始端转子位置，采集A相最大相电感始端转子位置的相绕组电流谷值θ2，将相绕组电流谷值θ2位置直接作为开关磁阻电动机功率变换器A相主开关S1和S2的关断位置，无需转子位置传感器，直接关断功率变换器A相主开关S1和S2即可。
实施例二、如图3所示，以采用每相双绕组功率变换器的开关磁阻电动机系统为例，
将功率变换器中A相主开关S1开通，开关磁阻电动机该相绕组受到正电压US激励，相电流i路径；
如图2所示，检测该相绕组电流i，A相绕组电流i先上升，直到相绕组电流i达到最高峰值θ1位置，然后相绕组电流i下降，下降到相绕组电流谷值θ2位置，相绕组电流i又继续上升；当A相电流下降到谷值θ2位置时，相绕组电流谷值θ2位置为A相最大相电感L始端转子位置，采集A相最大相电感L始端转子位置的相绕组电流谷值θ2位置，将相绕组电流谷值θ2位置直接作为开关磁阻电动机功率变换器A相主开关S1的关断位置，无需转子位置传感器，直接关断功率变换器A相主开关S1即可。

Claims (1)

1.一种开关磁阻电动机无转子位置传感器控制方法，其特征在于：
只需将功率变换器中的一相主开关开通，检测该相绕组电流，开关磁阻电动机的该相绕组由于受到正电压激励，相绕组电流i先上升，直到相绕组电流i达到最高峰值θ1位置，然后该相绕组电流i开始下降，下降到相绕组电流谷值θ2位置时，相绕组电流i又继续上升，相绕组电流谷值θ2位置为该相最大相电感L始端转子位置，采集该相最大相电感L始端转子位置的相绕组电流谷值θ2位置，将相绕组电流谷值θ2位置直接作为开关磁阻电动机功率变换器该相主开关的关断位置，无需转子位置传感器，关断功率变换器的该相主开关即可。
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