CN108768243B - 一种开关磁阻电机角度补偿的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种开关磁阻电机角度补偿的控制方法，位置传感器检测开关磁阻电机的转子位置信号并反馈到控制器中，控制器通过转子位置信号的变化计算实时电机转速，控制器包括储存单元，储存单元用于记录在不同电机转速下开关磁阻电机的各个相的所需调整的偏移角度，控制器将实时电机转速代入储存单元中查询实际偏移角度，控制器根据实际偏移角度分别延时控制开关磁阻电机各个相的开通或者关断；本设计控制器在位置传感器得出的占空比信号上，根据偏移角度调整占空比信号，无需对电机结构进行修改，增大电机高速运行时的出力，提高效率，并且平衡电机各相电流，使得电机运行平稳。

Description

一种开关磁阻电机角度补偿的控制方法
技术领域
本发明涉及开关磁阻电机领域，特别是一种开关磁阻电机的控 制方法。
背景技术
如图1所示，开关磁阻电机的调速系统由开关磁阻电动机、功 率变换器、控制器、电流检测环、位置检测环组成。
其中，位置检测环是开关磁阻电动机调速系统实现自同步的前 提条件，对于系统的位置检测环，一般采用光电式位置传感器进行 位置检测。光电式位置传感器有槽型光电传感器和齿盘组成，槽型 光电传感器固定在定子上，齿盘与转子同轴，并且极数相同，齿槽距相等，齿盘随电动机转子一同旋转。当电机运转时，根据被齿盘 遮住与否，从而槽型光电传感器通过外围电路输出基本信号，经过 整形、滤波可以获得比较好的方波信号。通过分析方波信号的位置 状态以及方波信号的上升、下降沿的捕获，可以得到转子旋转的位 置角度，实现位置信号的反馈。
然而在实际生产制造中，齿盘的齿槽距设计为相等为理想情况， 实际上往往会出现齿槽距不等的现象。这种齿槽距不等反映到位置 信号上，对电机进行控制时，会引起电机各相导通的角度不一致， 引起各相的电流大小不一致，尤其到电机运行在高速的状态，会引 起电路震荡，这样会减少电机出力、增大电机发热，甚至不能运行 的状况发生。
如图2-图3所示，图2为理想状态，图3为实际状态，传统的 开关磁阻电机的控制方式，以四相开关磁阻电机为例，其中S、P 为位置传感器得出的占空比信号，控制器控制开关磁阻电机的各个 相的开通或者关断完全依赖位置传感器得出的占空比信号，四相的 开通或者关断的触发与S、P占空比信号的上升沿和下降沿保持一 致，导致出现上述情况。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种开关磁阻电机 角度补偿的控制方法。
本发明采用的技术方案是：
一种开关磁阻电机角度补偿的控制方法，位置传感器检测开关 磁阻电机的转子位置信号并反馈到控制器中，控制器根据转子位置 信号得出实时电机转速，控制器包括储存单元，储存单元用于记录 在不同电机转速下开关磁阻电机的各个相的所需调整的偏移角度， 控制器将实时电机转速代入储存单元中查询实际偏移角度，控制器 根据实际偏移角度分别延时控制开关磁阻电机各个相的开通或者关 断。
所述控制器通过计算实际偏移角度与实时电机转速的比值来获 取所需的延时时间。
所述储存单元中记录有若干个从低至高设置的电机转速等级， 并且每个电机转速等级对应设置有与电机转速线性相关的偏移角 度，控制器将实时电机转速代入线性计算得出实际偏移角度。
所述开关磁阻电机为四相开关磁阻电机，开关磁阻电机的电周 期平均分为四个区间。
本发明的有益效果：
本发明开关磁阻电机角度补偿的控制方法，位置传感器检测转 子位置信号，根据转子位置信号的变化，控制器计算出实时电机转 速，储存单元用于记录在不同电机转速下开关磁阻电机的各个相的 所需调整的偏移角度，控制器将实时电机转速代入储存单元中查询 实际偏移角度，控制器根据实际偏移角度分别延时控制开关磁阻电 机各个相的开通或者关断，本设计控制器在位置传感器得出的占空 比信号上，根据偏移角度调整占空比信号，无需对电机结构进行修 改，增大电机高速运行时的出力，提高效率，并且平衡电机各相电 流，使得电机运行平稳。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的说明。
图1是开关磁阻电机调速系统的原理图。
图2是理想状态下位置传感器以及各个相导通角度示意图。
图3是在传统控制方法位置传感器以及各个相导通角度示意图。
图4是开关磁阻电机的电周期划分示意图。
图5是本发明控制方法位置传感器以及各个相导通角度示意图。
具体实施方式
如图1-图5所示，本发明开关磁阻电机角度补偿的控制方法， 位置传感器检测开关磁阻电机的转子位置信号并反馈到控制器中， 控制器通过转子位置信号的变化计算实时电机转速，控制器包括储 存单元，储存单元用于记录在不同电机转速下开关磁阻电机的各个 相的所需调整的偏移角度，控制器将实时电机转速代入储存单元中 查询实际偏移角度，控制器根据实际偏移角度分别延时控制开关磁 阻电机各个相的开通或者关断。
本设计优选的开关磁阻电机为四相开关磁阻电机，当然也可以 是其他类型的电机，只要采用本设计提出的控制方法，均属于本设 计的保护范围，以下以四相开关磁阻电机为例，开关磁阻电机包括a、 b、c、d四相，为了进一步说明，此处假定本设计采用两个光电式位 置传感器的读取器设置在定子上，齿盘上均匀分布有24个齿槽，开 关磁阻电机的电周期平均分为四个区间，每个区间为90°，两个位 置传感器每15°产生一个捕捉沿，根据S、P信号的上升沿、下降沿 触发将电周期分为00、01、10、11四个转速段，而最终位置传感器 信号通过外围电路的转化经过整流滤波生成如图2、图3、图5所示 的S、P方波信号。
其中，此处储存单元记录的在不同电机转速下开关磁阻电机的 各个相的所需调整的偏移角度，是每台开关磁阻电机生产制造时都 会产生的参数，测量的方法可以是，在理想状态下(即位置传感器 为无误差设置)，通过计算得出不同的转速下对应的标准占空比信 号，如图2的S、P信号，然后，将每台开关磁阻电机实际测定时， 在不同转速下，测定位置传感器产生的实际占空比信号，如图3、图5的S、P信号，将实际占空比信号与标准占空比信号进行比对，即 可获得在不同转速下的偏移角度，同时也可以得出四个相在哪个转 速段时需要延时开通或者关断。
进一步地，偏移角度与电机转速一般为线性函数，因此，一般 测量时只会测量如5000转、6000转等等下的偏移角度，在储存单元 中记录有若干个从低至高设置的电机转速等级，并且每个电机转速 等级对应设置有与电机转速线性相关的偏移角度，控制器将实时电 机转速代入线性计算得出实际偏移角度，例如5500转，α＝α1± (500/1000)*(α2-α1)，当然根据不同电机，也可以有不同的线 性公式。
Figure BDA0001670044210000051
位置传感器检测转子位置信号，根据转子位置信号的变化，控 制器计算出实时电机转速，储存单元用于记录在不同电机转速下开 关磁阻电机的各个相的所需调整的偏移角度，控制器将实时电机转 速代入储存单元中查询实际偏移角度，控制器根据实际偏移角度分 别延时控制开关磁阻电机各个相的开通或者关断，本设计控制器在 位置传感器得出的占空比信号上，根据偏移角度调整占空比信号， 无需对电机结构进行修改，增大电机高速运行时的出力，提高效率， 并且平衡电机各相电流，使得电机运行平稳。
在电机转速计算上，以本设计具有24个齿槽的齿盘为例，采用 以下公式进行计算：
Figure RE-GDA0001754842530000061
其中，
Figure BDA0001670044210000062
为电机转速(rpm)
Δθ为捕获的角度
Δt为捕获时间
N为两个边沿的定时器计数值
fdk为定时器频率(Hz)
在进行一次捕捉后，转动15°进行第二次捕捉，记录电机运转 15°所走的时间，即可计算出电机转速的大概值。
同时，控制器通过计算实际偏移角度与实时电机转速的比值来 获取所需的延时时间，而由于本设计四相开关磁阻电机将电周期分 为4个区间，控制器识别两路位置传感器变换的发生，可以得到离 散的四个角度，控制需要连续的位置以提高控制性能，每到0°(360°)、90°、180°、270°位置传感器可以发出信号，然后在 区间中例如40°时，无法单纯从信号中获得，而本设计利用以下的 角度估算公式：
Figure RE-GDA0001754842530000063
Figure RE-GDA0001754842530000064
为实时的转子位置角度；
Figure RE-GDA0001754842530000065
为上次转子位置角度；
fs是位置估算更新的频率；
Figure RE-GDA0001754842530000071
是最新捕获边沿时间；
Figure RE-GDA0001754842530000072
为电机转速；
此处以开关磁阻电机的a相举例，根据电机转速公式得出实时 电机转速，例如此时实时电机转速为5000转，即在5000转时所需 偏移角度为α1，如图5所示，在00段到01段时，即S信号为低电 平，P信号由低电平上升到高电平时，由P信号上升沿信号触发，此 处的触发与偏移角度的获取方式相同，通过实际S、P信号与标准S、 P信号比对可得到，因此此处需要偏移角度为α1，上一次捕捉到转 子角度为180°，此时则需要在180°+α1时才控制a相关断，根据 上述公式则可以计算延时时间，其他b、c、d相的控制方法与a相 一致。
以上所述仅为本发明的优先实施方式，本发明并不限定于上述 实施方式，只要以基本相同手段实现本发明目的的技术方案都属于 本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种开关磁阻电机角度补偿的控制方法，其特征在于：位置传感器检测开关磁阻电机的转子位置信号并反馈到控制器中，控制器通过转子位置信号的变化计算实时电机转速，控制器包括储存单元，储存单元用于记录在不同电机转速下开关磁阻电机的各个相的所需调整的偏移角度，控制器将实时电机转速代入储存单元中查询实际偏移角度，控制器根据实际偏移角度分别延时控制开关磁阻电机各个相的开通或者关断；
所述储存单元中记录有若干个从低至高设置的电机转速等级，并且每个电机转速等级对应设置有与电机转速线性相关的偏移角度，控制器将实时电机转速代入线性计算得出实际偏移角度。
2.根据权利要求1所述的一种开关磁阻电机角度补偿的控制方法，其特征在于：所述控制器通过计算实际偏移角度与实时电机转速的比值来获取所需的延时时间。
3.根据权利要求1所述的一种开关磁阻电机角度补偿的控制方法，其特征在于：所述开关磁阻电机为四相开关磁阻电机，开关磁阻电机的电周期平均分为四个区间。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111224599B (zh) * 2018-11-08 2022-03-15 中车永济电机有限公司 永磁辅助同步磁阻电机的控制方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1166722A (zh) * 1996-04-30 1997-12-03 三星电子株式会社 旋转马达的速度控制装置
CN1356765A (zh) * 2000-11-24 2002-07-03 开关磁阻驱动有限公司 开关磁阻驱动系统中的电流斩波
CN1719718A (zh) * 2004-07-06 2006-01-11 开关磁阻驱动有限公司 电机转子位置检测方法和装置
CN103098366A (zh) * 2010-07-12 2013-05-08 松下电器产业株式会社 相位偏移检测装置、马达驱动装置、无刷马达以及相位偏移检测方法
CN104300847A (zh) * 2013-07-19 2015-01-21 佳能株式会社 转动检测设备及其校正方法、马达控制设备和从动设备
CN107276484A (zh) * 2017-07-17 2017-10-20 东南大学 一种高速无位置传感器开关磁阻电机的控制方法及其系统

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1166722A (zh) * 1996-04-30 1997-12-03 三星电子株式会社 旋转马达的速度控制装置
CN1356765A (zh) * 2000-11-24 2002-07-03 开关磁阻驱动有限公司 开关磁阻驱动系统中的电流斩波
CN1719718A (zh) * 2004-07-06 2006-01-11 开关磁阻驱动有限公司 电机转子位置检测方法和装置
CN103098366A (zh) * 2010-07-12 2013-05-08 松下电器产业株式会社 相位偏移检测装置、马达驱动装置、无刷马达以及相位偏移检测方法
CN104300847A (zh) * 2013-07-19 2015-01-21 佳能株式会社 转动检测设备及其校正方法、马达控制设备和从动设备
CN107276484A (zh) * 2017-07-17 2017-10-20 东南大学 一种高速无位置传感器开关磁阻电机的控制方法及其系统

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