CN105227037B - 一种开关磁阻电机使用二维电流斩波的精确电流控制方法 - Google Patents
一种开关磁阻电机使用二维电流斩波的精确电流控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105227037B CN105227037B CN201510649359.6A CN201510649359A CN105227037B CN 105227037 B CN105227037 B CN 105227037B CN 201510649359 A CN201510649359 A CN 201510649359A CN 105227037 B CN105227037 B CN 105227037B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- current
- database
- switched reluctance
- limit value
- processing unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 21
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 8
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 6
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 5
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 abstract description 5
- 230000006870 function Effects 0.000 abstract description 4
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 abstract description 4
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 abstract description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005070 sampling Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 8
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
本发明公开了一种开关磁阻电机使用二维电流斩波的精确电流控制方法，该电流控制方法为通过转子的位置信息，计算出转子的当前瞬时转速；核心处理单元调取当前转速下的数据库A、数据库B，组合出电机每相电流导通和关闭期间的上下限曲线值“I限值”并暂存在存储器中；核心处理单元通过A/D进行连续电流采样，操作功率拓扑单元，使得电机相电流的变化，在每相的电流导通和关闭期间，都在“I限值”的范围之内。该发明在高性能核心处理单元或高性能核心处理器的基础上，实现更加精确、高效的电机电流控制，继而实现更好的合成转矩，以达到更加优异的系统性能，特别是低速时的脉动和噪声，有明显的改善效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种开关磁阻电机使用二维电流斩波的精确电流控制方法，属于开关磁阻电机技术领域。
背景技术
开关磁阻电动机是继变频调速系统、无刷直流电动机调速系统之后发展起来的最新一代无级调速系统，是集现代微电子技术、数字技术、电力电子技术、红外光电技术及现代电磁理论、设计和制作技术为一体的光、机、电一体化高科技技术。它具有调速系统兼具直流、交流两类调速系统的优点，可广泛应用于家用电器、航空、航天、电子、机械及电动车辆等领域。
开关磁阻电动机传动系统综合了感应电动机传动系统和直流电动汽车电机传动系统的优点，是这些传动系统的有力竞争者，但是开关磁阻电动机驱动系统也有着其固有的缺点，比如：
1、具有转矩脉动，从其工作原理可知，开关磁阻电动机转子上产生的转矩是由一些列脉冲转矩叠加而成，由于双凸极结构及磁路饱和非线性的影响，合成转矩不是一个恒定转矩，而具有一定的谐波分量，这影响了SR电动机低速运行性能；
2、SR电动机传动系统的噪声与震动比一般电动机大。
由于开关磁阻电动机是新一代电机技术。很多现有的技术方案仍然采用传统电机的控制方法和技术来控制该开关磁阻电动机，造成开关磁阻电机驱动系统的缺点不易克服，振动和噪声较大。
发明内容
针对上述现有技术中的不足之处，本发明旨在提供一种开关磁阻电机使用二维电流斩波的精确电流控制方法，实现更加精确高效的电机电流控制，进而实现更好的合成转矩，以达到更加优异的系统性能。
为了实现上述目的，本发明的技术方案：一种开关磁阻电机使用二维电流斩波的精确电流控制方法，其包括如下步骤：
S1、针对开关磁阻电机自身特性建立标准数据库，包括：
数据库A，由转子转速，每个转子转速下各个换相导通和关闭时的转子位置、以及各个相线圈导通和关闭期间内电流的恒定上下限值构成；
数据库B，由数据库A中每个转子转速下的各个相线圈导通和关闭期间内电流的上下限修正值构成；
S2、运行开关磁阻电机，由传感器分别对转子位置及控制该开关磁阻电机的电流进行实时监测，并将监测数据传输至核心处理单元中分析得出当前瞬时转速n及其所对应的相电流I；
S3、核心处理单元从数据库A、数据库B中调取当前瞬时转速n下电流的恒定上下限值A、上下限修正值B，并得出当前相电流的标准上下限值I限值＝A+B；
S4、功率拓扑单元根据核心处理单元得出的当前相电流I及其对应的I限值控制所述开关磁阻电机，并使得当前相电流I始终处于该I限值范围内。
进一步的，所述数据库A、数据库B均是在出厂测试台上验证得出。
进一步的，所述S2步骤中，通过角位移传感器监测所述开关磁阻电机的转子位置状态，通过电流传感器监测所述开关磁阻电机的相电流状态。
进一步的，所述标准数据库设于一独立的存储器中或者内嵌于所述核心处理单元中的一个存储区域，该存储器或存储区域均与所述核心处理单元双向通讯连接。
本发明的有益效果：根据开关磁阻电机的自身特性，建立转子转速和电流上下限之间的二维曲线对应关系，以此通过闭环控制开关磁阻电机的相电流，从而实现更加精确高效的电机电流控制，进而实现更好的合成转矩，以达到更加优异的系统性能，特别是低速时的脉动和噪声，有明显的改善效果。
附图说明
图1是本发明中的二维曲线对应关系图；
图2是本发明的控制电路框图；
图3是本发明的结构框图。
具体实施方式
下面结合具体实施例及附图来进一步详细说明本发明。
一种如图1-图3所述开关磁阻电机使用二维电流斩波的精确电流控制方法，其包括如下步骤：
S1、针对开关磁阻电机自身特性建立标准数据库，包括：
数据库A，由转子转速，每个转子转速下各个换相导通和关闭时的转子位置、以及各个相线圈导通和关闭期间内电流的恒定上下限值构成；
数据库B，由数据库A中每个转子转速下的各个相线圈导通和关闭期间内电流的上下限修正值构成；
S2、运行开关磁阻电机，由传感器分别对转子位置及控制该开关磁阻电机的电流进行实时监测，并将监测数据传输至核心处理单元中分析得出当前瞬时转速n及其所对应的相电流I；
S3、核心处理单元从数据库A、数据库B中调取当前瞬时转速n下电流的恒定上下限值A、上下限修正值B，并得出当前相电流的标准上下限值I限值＝A+B；
S4、功率拓扑单元根据核心处理单元得出的当前相电流I及其对应的I限值控制开关磁阻电机，并使得当前相电流I始终处于该I限值范围内。
其中，标准上下限值I限值＝A+B，是将当前瞬时转速n代入至数据库A、数据库B中作为其内的转子转速，此时数据库A中的电流上下限值为此转子转速下的恒定不变上下限值，而数据库B中的电流上下限值为此转子转速下的上下限修正值，该上下限修正值是非恒定不变的，随转子转速的变化也可以说随转子位置变化而变化的。
本发明是在高性能核心处理单元或高性能核心处理器的基础上，实现更加精确、高效的电机电流控制，继而实现更好的合成转矩，以达到更加优异的系统性能，特别是低速时的脉动和噪声，有明显的改善效果。
具体地，数据库A、数据库B均可在出厂测试台上验证得出，是属于开关磁阻电机自有特性。其中，数据库A、数据库B均设于一独立的存储器中或者内嵌于核心处理单元中的一个存储区域，该存储器或存储区域均与核心处理单元双向通讯连接，可进行数据交互。数据库A中，存在有转子转速，每个转子转速下各个换相导通和关闭时的转子位置、以及各个相线圈导通和关闭期间内电流上下限值的基础数据，在每次导通和关闭操作期间，电流的上下限值是不变的，呈一维关系表，如传统电机的控制方案。而数据库B中存在有扩展数据，即各个相线圈导通和关闭期间内电流的上下限值的修正曲线，通过该修改曲线，使得在电流导通和关闭的操作期间，电流的上下限值是变化的，这样原本简单的一维关系表就变成了一个转速与电流曲线之间的复杂二维曲线对应关系图，如图1所示，形成更加精确的电流控制。
在S2步骤中，通过角位移传感器监测开关磁阻电机的转子位置状态，通过电流传感器监测开关磁阻电机的相电流状态。
简单来说，电流控制方法为：
通过转子的位置信息，计算出转子的当前瞬时转速；
核心处理单元调取当前转速下的数据库A、数据库B，组合出电机每相电流导通和关闭期间的上下限曲线值“I限值”并暂存在存储器中；
核心处理单元通过A/D进行连续电流采样，操作功率拓扑单元，使得电机相电流的变化，在每相的电流导通和关闭期间，都在“I限值”的范围之内。
以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (3)
1.一种开关磁阻电机使用二维电流斩波的精确电流控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、针对开关磁阻电机自身特性建立标准数据库，包括：
数据库A，由转子转速，每个转子转速下各个换相导通和关闭时的转子位置、以及各个相线圈导通和关闭期间内电流的恒定上下限值构成；
数据库B，由数据库A中每个转子转速下的各个相线圈导通和关闭期间内电流的上下限修正值构成；
S2、运行开关磁阻电机，由传感器分别对转子位置及控制该开关磁阻电机的电流进行实时监测，并将监测数据传输至核心处理单元中分析得出当前瞬时转速n及其所对应的相电流I；
S3、核心处理单元从数据库A、数据库B中调取当前瞬时转速n下电流的恒定上下限值A、上下限修正值B，并得出当前相电流的标准上下限值I限值＝A+B；其中，所述标准数据库内嵌于所述核心处理单元中的一个存储区域，该存储区域均与所述核心处理单元双向通讯连接；
S4、功率拓扑单元根据核心处理单元得出的当前相电流I及其对应的I限值控制所述开关磁阻电机，并使得当前相电流I始终处于该I限值范围内。
2.根据权利要求1所述一种开关磁阻电机使用二维电流斩波的精确电流控制方法，其特征在于，所述数据库A、数据库B均是在出厂测试台上验证得出。
3.根据权利要求1所述一种开关磁阻电机使用二维电流斩波的精确电流控制方法，其特征在于，所述S2步骤中，通过角位移传感器监测所述开关磁阻电机的转子位置状态，通过电流传感器监测所述开关磁阻电机的相电流状态。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510649359.6A CN105227037B (zh) | 2015-10-10 | 2015-10-10 | 一种开关磁阻电机使用二维电流斩波的精确电流控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510649359.6A CN105227037B (zh) | 2015-10-10 | 2015-10-10 | 一种开关磁阻电机使用二维电流斩波的精确电流控制方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105227037A CN105227037A (zh) | 2016-01-06 |
| CN105227037B true CN105227037B (zh) | 2018-02-09 |
Family
ID=54995791
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510649359.6A Active CN105227037B (zh) | 2015-10-10 | 2015-10-10 | 一种开关磁阻电机使用二维电流斩波的精确电流控制方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105227037B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106849779B (zh) * | 2017-03-21 | 2019-06-25 | 合肥工业大学 | 开关磁阻电机电流无差拍pwm占空比控制方法 |
| CN107947676B (zh) * | 2017-11-30 | 2020-01-17 | 深圳市显控科技股份有限公司 | 一种开关磁阻电机的驱动控制系统及其方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4868477A (en) * | 1987-06-23 | 1989-09-19 | The Superior Electric Company | Method and apparatus for controlling torque and torque ripple in a variable reluctance motor |
| CN1195922A (zh) * | 1997-03-20 | 1998-10-14 | 三星电子株式会社 | 用于控制开关磁阻电机中的电流的方法和装置 |
| CN104052345A (zh) * | 2013-03-11 | 2014-09-17 | 操纵技术Ip控股公司 | 用于降低电动机中扭矩波动的系统 |
-
2015
- 2015-10-10 CN CN201510649359.6A patent/CN105227037B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4868477A (en) * | 1987-06-23 | 1989-09-19 | The Superior Electric Company | Method and apparatus for controlling torque and torque ripple in a variable reluctance motor |
| CN1195922A (zh) * | 1997-03-20 | 1998-10-14 | 三星电子株式会社 | 用于控制开关磁阻电机中的电流的方法和装置 |
| CN104052345A (zh) * | 2013-03-11 | 2014-09-17 | 操纵技术Ip控股公司 | 用于降低电动机中扭矩波动的系统 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 《开关磁阻电动机电流双幅值斩波控制》;王旭东等;《中国电机工程学报》;20000430;第20卷(第4期);第84-85页，图2 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105227037A (zh) | 2016-01-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Shao et al. | Low-cost variable speed drive based on a brushless doubly-fed motor and a fractional unidirectional converter | |
| CN102075128B (zh) | 转子磁分路混合励磁同步电机驱动系统及其电流控制方法 | |
| T. Chau, Ming Cheng, CC Chan | Performance analysis of 8/6-pole doubly salient permanent magnet motor | |
| CN102522868B (zh) | 双励磁绕组复励双凸极无刷直流发电机 | |
| CN109302025A (zh) | 永磁/磁阻混合转子双定子同步电机及其控制方法 | |
| CN101814888A (zh) | 一种混合式步进电机低速振荡抑制方法 | |
| CN105227037B (zh) | 一种开关磁阻电机使用二维电流斩波的精确电流控制方法 | |
| CN1326315C (zh) | 开关磁阻伺服电动机输出转矩消脉动控制方法 | |
| CN106549621A (zh) | 一种电子变极的感应电机控制系统及其控制方法 | |
| CN104467338B (zh) | 一种无转子位置传感器的开关磁阻电机 | |
| CN103248298A (zh) | 一种直流电机的驱动方法 | |
| CN103107768A (zh) | 交流伺服电机驱动器控制电路 | |
| CN211981785U (zh) | 用于厨师机的直流无刷电机驱动系统和直流无刷电机 | |
| CN112332713B (zh) | 一种用于双段式电励磁双凸极电机的转矩分配控制方法 | |
| CN208986796U (zh) | 一种组合式转子双定子同步电机 | |
| CN201365146Y (zh) | 永磁体内嵌于定子上转子为凸极的永磁电机 | |
| CN203014630U (zh) | 无刷直流电机 | |
| CN204271870U (zh) | 一种无转子位置传感器的开关磁阻电机 | |
| CN103312106A (zh) | 新型永磁无刷直流电动机及其控制方法和控制电路 | |
| CN203057050U (zh) | 一种无刷直流电机的电磁转矩脉动抑制装置 | |
| CN203039541U (zh) | 复励双励磁绕组分瓣转子磁通切换双凸极无刷直流发电机 | |
| CN206149091U (zh) | 内置智能控制器的减速传动无刷电机 | |
| Widodo et al. | Approaching the Ideal BLDC Motor: A Novel Electronic Speed Controller System for a Generator-Converted BLDC Motor with Field Weakening Feature | |
| CN2857325Y (zh) | 永磁力矩伺服电机 | |
| CN206807159U (zh) | 一种低转矩脉动开关磁阻电机 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A precise current control method of switched reluctance motor using two-dimensional current chopper Effective date of registration: 20220629 Granted publication date: 20180209 Pledgee: Chongqing Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Beibei sub branch Pledgor: CHONGQING XINYIXIN TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2022500000035 |
|
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Granted publication date: 20180209 Pledgee: Chongqing Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Beibei sub branch Pledgor: CHONGQING XINYIXIN TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2022500000035 |