CN113595454A - 一种双凸极驱动电机启动控制方法 - Google Patents

一种双凸极驱动电机启动控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113595454A
CN113595454A CN202110869633.6A CN202110869633A CN113595454A CN 113595454 A CN113595454 A CN 113595454A CN 202110869633 A CN202110869633 A CN 202110869633A CN 113595454 A CN113595454 A CN 113595454A
Authority
CN
China
Prior art keywords
rotor
current
driving motor
electrical angle
delta
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.)
Granted
Application number
CN202110869633.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113595454B (zh
Inventor
陈香玲
李方
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzhou Dasiling Motor Co ltd
Original Assignee
Suzhou Dasiling Motor Co ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suzhou Dasiling Motor Co ltd filed Critical Suzhou Dasiling Motor Co ltd
Priority to CN202110869633.6A priority Critical patent/CN113595454B/zh
Publication of CN113595454A publication Critical patent/CN113595454A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113595454B publication Critical patent/CN113595454B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/20—Arrangements for starting
    • H02P6/22—Arrangements for starting in a selected direction of rotation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/30—Arrangements for controlling the direction of rotation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)
  • Synchronous Machinery (AREA)

Abstract

本发明提供了一种双凸极驱动电机启动控制方法，属于双凸极驱动电机控制技术领域。本发明提供了一种双凸极驱动电机启动控制方法，在双凸极电机开始启动前，需要先确定当前转子位置，如果当前转子在0°±delta、120°±delta和240°±delta电角度区域内时，根据要求确定旋转方向后，利用磁阻转矩特性，针对转子顺时针旋转和逆时针旋转，分别采用不同的相电流进行控制，否则，如果当前转子位置不在0°±delta、120°±delta和240°±delta这几个区域内，使用常规控制策略进行控制，避免带载启动失败，也无需增大绝缘栅双极型晶体管的容量，控制成本和尺寸。

Description

一种双凸极驱动电机启动控制方法
技术领域
本发明涉及双凸极驱动电机控制技术领域，尤其涉及一种双凸极驱动电机启动控制方法。
背景技术
随着电器的普通使用，电机也随之越来越被广泛使用，双凸极驱动电机是一种新型结构电机，是磁阻电机的一种，双凸极发电机由定子与转子组成。双凸极发电机的定子可以是电励磁或永磁励磁或混合励磁，该定子采用永磁励磁，定子分上下两部分，中间加有永磁体，双凸极发电机的转子同样由硅钢片叠成，转子上有6个转子极，由于该电机有4个定子极与6个转子极，称这种结构为4/6结构双凸极电机。双凸极发电机的转子磁极与定子磁极间有很小缝隙，转子可在定子中间自由旋转，在电机的磁电分析中，转子转动的角度并不以机械角度度量，而以定子磁极磁通的变化周期作为转子转动的周期。当转子逆时针旋转30度(机械角度)时其电角度为180度，此时定子极1磁通最小，接近0；当转子逆时针旋转45度(机械角度)时其电角度为270度，定子极1磁通增大。当转子逆时针旋转60度(机械角度)时，其电角度为360度，此时定子极1磁通最大，一个电周期结束。由于定子结构与开关磁阻电机的差异，双凸极驱动电机在控制上与无刷直流电机相近，相比较其他类型结构，双凸极驱动电机突出电机成本、可靠性优势，使其成为大功率电机驱动系统中的重要选择电机。
双凸极驱动电机的输出转矩由定位力矩、磁阻转矩和励磁转矩组成，励磁转矩是电励磁双凸极驱动电机输出转矩的主要分量。在一个电周期内，输出转矩存在3次大的脉动，脉动最低点位于0°、120°、240°电角度位置，即定转子极对齐的位置，此时输出转矩是最小的。
附图4为标准角控制方式，控制简单，但输出转矩较小，难以满足应用要求，一般不常采用。
为提高输出转矩，常常采用附图5为提前角控制方式、附图6的不对称电流控制方式，从中可以看出确实实现了输出转矩的提高，但在一个电周期内，输出转矩存在3次大的脉动依然存在。
现有技术至少存在以下不足：
1.常规控制方式(包括标准角控制、提前角控制、不对称电流法等控制方式，以下统称为常规控制方式)在一个电周期内，输出转矩均存在3次大的脉动，这是由于双凸极驱动电机的结构决定的无法改变。
2.有些常规控制方式虽然可以提高输出平均转矩、提高转矩波谷值，但转子在特定电角度位置如0°、120°、240°附近时，转矩值还是比较小，在这些位置无法带载启动。
3.提前角控制、不对称电流法控制需要在建立一定转速之后才能使用，否则输出转矩更小。
4.如果转子在这些特殊位置带载启动，需要非常大的启动电流，双凸极驱动电机控制器就需要选择更大容量的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)，造成巨大的成本损失以及控制器尺寸、重量的增加。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种双凸极驱动电机启动控制方法，在双凸极电机开始启动前，需要先确定当前转子位置，如果当前转子位置在0°±delta、120°±delta和240°±delta区域时，确定旋转方向后，利用磁阻转矩特性，针对转子顺时针旋转和逆时针旋转，分别采用不同的电流进行控制，否则，如果当前转子位置不在0°±delta、120°±delta和240°±delta这几个区域时，使用常规的标准角控制、提前角控制或不对称电流法进行控制，避免带载启动失败，也无需增大绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的容量，控制成本和尺寸。
本发明提供了一种双凸极驱动电机启动控制方法，包括：
检测当前双凸极驱动电机转子的初始电角度位置，当转子的电角度位置在预设电角度区域内时，采用如下方法进行双凸极驱动电机启动控制：
根据要求的旋转方向和双凸极驱动电机转子的电角度位置，采用不同的控制方式控制双凸极驱动电机启动：
针对逆时针旋转，根据转子在不同的初始电角度位置的磁阻转矩，控制电流产生正磁阻转矩，启动双凸极驱动电机；
当转子从启动位置转动，并离开预设电角度区域时，加载励磁电流，使双凸极电机产生正励磁转矩继续拖动电机旋转；
针对顺时针旋转，根据转子在不同的初始电角度位置的磁阻转矩，控制电流产生负磁阻转矩，启动双凸极驱动电机；
当转子从启动位置转动，并离开预设电角度区域时，加载励磁电流，使双凸极电机产生负励磁转矩继续拖动电机旋转。
优选地，所述电流为三相电流。
优选地，预设电角度区域包括0°±delta、120°±delta和240°±delta电角度区域，其中，delta为预设偏转电角度。转子极相对定子极的电角度，转子极与定子极A相对齐时为0度电角度。
优选地，当启动时，双凸极驱动电机转子在0°±delta电角度区域内时：
对于逆时针旋转，
采用B相正电流，A相负电流启动双凸极驱动电机；
当转子从启动位置转动，并且转子电角度位置>delta时，采用标准角控制、提前角控制或不对称电流法加载励磁电流，产生正磁阻转矩，控制双凸极驱动电机旋转；
对于顺时针旋转，
采用C相正电流，A相负电流启动双凸极驱动电机；
当转子从启动位置转动，并且转子电角度位置<360°-delta电角度时，采用标准角控制、提前角控制或不对称电流法加载励磁电流，产生负磁阻转矩，控制双凸极驱动电机旋转。
优选地，当启动时，双凸极驱动电机转子在120°±delta电角度区域内时：
对于逆时针旋转，
采用C相正电流，B相负电流启动双凸极驱动电机；
当转子从启动位置转动，并且转子电角度位置>120°+delta时，采用标准角控制、提前角控制或不对称电流法加载励磁电流，产生正磁阻转矩，控制双凸极驱动电机旋转；
对于顺时针旋转，
采用A相正电流，B相负电流启动双凸极驱动电机；
当转子从启动位置转动，并且转子电角度位置<120°-delta电角度时，采用标准角控制、提前角控制或不对称电流法加载励磁电流，产生负磁阻转矩，控制双凸极驱动电机旋转。
优选地，当启动时，双凸极驱动电机转子在240°±delta电角度区域内时：
对于逆时针旋转，
采用A相正电流，C相负电流启动双凸极驱动电机；
当转子从启动位置转动，并且转子电角度位置>240°+delta时，采用标准角控制、提前角控制或不对称电流法加载励磁电流，产生正磁阻转矩，控制双凸极驱动电机旋转；
对于顺时针旋转，
采用B相正电流，C相负电流启动双凸极驱动电机；
当转子从启动位置转动，并且转子电角度位置<240°-delta电角度时，采用标准角控制、提前角控制或不对称电流法加载励磁电流，产生负磁阻转矩，控制双凸极驱动电机旋转。
优选地，启动时，若双凸极驱动电机转子不在预设的电角度区域内，采用标准角控制、提前角控制或不对称电流法启动双凸极驱动电机。
优选地，预设偏转电角度delta根据双凸极驱动电机的带载要求以及磁阻转矩大小设定不同值。
与现有技术相对比，本发明的有益效果如下：
(1)本发明的双凸极驱动电机启动时，采取利用磁阻转矩启动方法，根据转子不同位置采用不同电流进行电机启动控制方法，有效解决转子在0°、120°、240°电角度位置时无法带载启动问题；
(2)本发明的双凸极驱动电机启动控制方法，针对转子逆时针旋转和顺时针旋转采用不同的电机启动控制方法，同时适用于转子逆时针旋转和顺时针旋转。
(2)本发明的双凸极驱动电机启动控制方法，利用了双凸极电机的磁阻特性，在0°±delta、120°±delta、240°±delta电角度区域内时，通过采用不同的三相电流，针对逆时针及顺时针分别产生正负磁阻转矩，弥补了双凸极输出转矩，所以需要带载启动时，不需要很大的电流就有一定的启动转矩，因此，就不需要增大控制器的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)容量就能实现，控制了成本和尺寸。
附图说明
图1是双凸极驱动电机定转子结构图。
图2是绝缘栅双极型晶体管(IGBT)与相绕组关系图。
图3是本发明的一个实施例的双凸极驱动电机磁阻启动控制方法流程图。
图4是现有技术中采用电励磁双凸极驱动电机的输出转矩波形(标准角控制)。
图5是现有技术中采用电励磁双凸极驱动电机输出转矩波形(提前角控制)。
图6是现有技术中采用电励磁双凸极驱动电机输出转矩波形(不对称电流法控制)。
图7是本发明的一个实施例的AB相磁阻转矩仿真结果。
图8是本发明的一个实施例的BC相磁阻转矩仿真结果。
图9是本发明的一个实施例的AC相磁阻转矩仿真结果。
图10是本发明的又一个实施例的双凸极驱动电机磁阻启动控制方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式作详细的说明。
本发明提供了一种双凸极驱动电机启动控制方法，包括：
检测当前双凸极驱动电机转子的初始电角度位置，当转子的电角度位置在预设电角度区域内时，采用如下方法进行双凸极驱动电机启动控制：
根据要求的旋转方向和双凸极驱动电机转子的电角度位置，采用不同的控制方式控制双凸极驱动电机启动：
针对逆时针旋转，根据转子在不同的初始电角度位置的磁阻转矩，控制电流产生正磁阻转矩，启动双凸极驱动电机；
当转子从启动位置转动，并离开预设电角度区域时，加载励磁电流，使双凸极电机产生正励磁转矩继续拖动电机旋转；
针对顺时针旋转，根据转子在不同的初始电角度位置的磁阻转矩，控制电流产生负磁阻转矩，启动双凸极驱动电机；
当转子从启动位置转动，并离开预设电角度区域时，加载励磁电流，使双凸极电机产生负励磁转矩继续拖动电机旋转。
根据本发明的一个具体实施方案，所述电流为三相电流。
根据本发明的一个具体实施方案，预设电角度区域包括0°±delta、120°±delta和240°±delta电角度区域，其中，delta为预设偏转电角度。转子极相对定子极的电角度，转子极与定子极A相对齐时为0度电角度。如果采用常规控制方式，在这3个区域启动转矩很小，必定要求很大的启动电流，相应增大了IGBT的电流容量，而本发明利用了双凸极电机的磁阻特性，在0°±delta、120°±delta、240°±delta电角度区域内时，通过采用不同的三相电流，针对逆时针及顺时针分别产生正负磁阻转矩，弥补了双凸极输出转矩，所以需要带载启动时，不需要很大的电流就有一定的启动转矩，因此，就不需要增大控制器的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)容量就能实现，控制了成本和尺寸。
根据本发明的一个具体实施方案，当启动时，双凸极驱动电机转子在0°±delta电角度区域内时：
对于逆时针旋转，
采用B相正电流，A相负电流启动双凸极驱动电机；
当转子从启动位置转动，并且转子电角度位置>delta时，采用标准角控制、提前角控制或不对称电流法加载励磁电流，产生正磁阻转矩，控制双凸极驱动电机旋转；
对于顺时针旋转，
采用C相正电流，A相负电流启动双凸极驱动电机；
当转子从启动位置转动，并且转子电角度位置<360°-delta时，采用标准角控制、提前角控制或不对称电流法加载励磁电流，产生负磁阻转矩，控制双凸极驱动电机旋转。
当启动时，双凸极驱动电机转子在0°±delta电角度区域内时：
对于逆时针旋转，由于在此转子位置区间时，AB相通电时磁阻转矩为正(参见图7，正转矩使电机逆时针旋转，负转矩使电机顺时针旋转，以下相同)，同时根据双凸极电机原理可知，不论A相正电流B相负电流，还是A相负电流B相正电流均可以产生正转矩，但在此转子位置开始逆时针旋转并转动到转子电角度位置>delta后，在B相正电流A相负电流控制方式基础上加载励磁电流，使双凸极电机产生正励磁转矩来继续拖动电机，因此，采用B相正电流，A相负电流启动双凸极驱动电机；
当转子电角度位置>delta时，由于磁阻转矩变小，不足于继续拖动电机，同时，在此转子位置可以产生足够的励磁转矩，因此可以采用标准角控制、提前角控制或不对称电流法控制双凸极驱动电机；
B相正电流、A相负电流的控制方式，可以开通B相上管3管及A相下管4管；
对于顺时针旋转，由于在此转子位置区间时，CA相通电时磁阻转矩为负(参见图9)，同时根据双凸极电机原理可知，不论C相正电流A相负电流，还是C相负电流A相正电流均可以产生负转矩，但在此转子位置开始顺时针旋转，并转动到转子电角度位置<360°-delta后，在C相正电流A相负电流控制方式基础上加载励磁电流，使双凸极电机产生负励磁转矩来继续拖动电机，因此，采用C相正电流，A相负电流启动双凸极驱动电机；
当转子电角度位置<360°-delta时，由于磁阻转矩变小，不足于继续拖动电机，同时，在此转子位置可以产生足够的负励磁转矩，因此可以采用标准角控制、提前角控制或不对称电流法控制双凸极驱动电机。
C相正电流、A相负电流的控制方式，可以开通C相上管5管及A相下管4管。
根据本发明的一个具体实施方案，当启动时双凸极驱动电机转子在120°±delta电角度区域内时：
对于逆时针旋转，
采用C相正电流，B相负电流启动双凸极驱动电机；
当转子从启动位置转动，并且转子电角度位置>120°+delta时，采用标准角控制、提前角控制或不对称电流法加载励磁电流，产生正磁阻转矩，控制双凸极驱动电机旋转；
对于顺时针旋转，
采用A相正电流，B相负电流启动双凸极驱动电机；
当转子从启动位置转动，并且转子电角度位置<120°-delta时，采用标准角控制、提前角控制或不对称电流法加载励磁电流，产生负磁阻转矩，控制双凸极驱动电机旋转。
当启动时，双凸极驱动电机转子在120°±delta电角度区域内时：
对于逆时针旋转，由于在此转子位置区间时，CB相通电时磁阻转矩为正(参见图8)，同时根据双凸极电机原理可知，不论C相正电流B相负电流，还是C相负电流B相正电流均可以产生正转矩，但在此转子位置开始逆时针旋转并转动到转子电角度位置>120°+delta后，在C相正电流B相负电流控制方式基础上加载励磁电流，使双凸极电机产生正励磁转矩来继续拖动电机，因此，采用C相正电流，B相负电流启动双凸极驱动电机；
当转子电角度位置>120°+delta时，由于磁阻转矩变小，不足于继续拖动电机，同时，在此转子位置可以产生足够的励磁转矩，因此可以采用标准角控制、提前角控制或不对称电流法控制双凸极驱动电机；C相正电流、B相负电流的控制方式，可以开通C相上管5管及B相下管6管；
对于顺时针旋转，由于在此转子位置区间时，AB相通电时磁阻转矩为负(参见图7)，同时根据双凸极电机原理可知，不论A相正电流B相负电流，还是A相负电流B相正电流均可以产生负转矩，但在此转子位置开始顺时针旋转并转动到转子电角度位置<120°-delta°后，在A相正电流B相负电流控制方式基础上加载励磁电流，使双凸极电机产生负励磁转矩来继续拖动电机
因此，采用A相正电流，B相负电流启动双凸极驱动电机；
当转子电角度位置<120°-delta时，由于磁阻转矩变小，不足于继续拖动电机，同时，在此转子位置可以产生足够的励磁转矩，因此可以采用标准角控制、提前角控制或不对称电流法控制双凸极驱动电机。A相正电流、B相负电流的控制方式，可以开通A相上管1管及B相下管6管。
根据本发明的一个具体实施方案，当启动时双凸极驱动电机转子在240°±delta电角度区域内时：
对于逆时针旋转，
采用A相正电流，C相负电流启动双凸极驱动电机；
当转子从启动位置转动，并且转子电角度位置>240°+delta时，采用标准角控制、提前角控制或不对称电流法加载励磁电流，产生正磁阻转矩，控制双凸极驱动电机旋转；
对于顺时针旋转，
采用B相正电流，C相负电流启动双凸极驱动电机；
当转子从启动位置转动，并且转子电角度位置<240°-delta时，采用标准角控制、提前角控制或不对称电流法加载励磁电流，产生负磁阻转矩，控制双凸极驱动电机旋转。
当启动时，双凸极驱动电机转子在240°±delta电角度区域内时：
对于逆时针旋转，由于在此转子位置区间时，AC相通电时磁阻转矩为正(参见图9)，同时根据双凸极电机原理可知，不论A相正电流C相负电流，还是A相负电流C相正电流均可以产生正转矩，但在此转子位置开始逆时针旋转并转动到转子电角度位置>240°+delta时，在A相正电流C相负电流控制方式基础上加载励磁电流，使双凸极电机产生正励磁转矩来继续拖动电机，因此，采用A相正电流，C相负电流启动双凸极驱动电机；
当转子电角度位置>240°+delta时，由于磁阻转矩变小，不足于继续拖动电机，同时，在此转子位置可以产生足够的励磁转矩，因此可以采用标准角控制、提前角控制或不对称电流法控制双凸极驱动电机；A相正电流、C相负电流的控制方式，可以开通A相上管1管及C相下管2管；
对于顺时针旋转，由于在此转子位置区间时，BC相通电时磁阻转矩为负(参见图8)，同时根据双凸极电机原理可知，不论B相正电流C相负电流，还是B相负电流C相正电流均可以产生负转矩，但在此转子位置开始顺时针旋转并转动到转子电角度位置<240°-delta时，在B相正电流C相负电流控制方式基础上加载励磁电流，使双凸极电机产生负励磁转矩来继续拖动电机；因此，采用B相正电流，C相负电流启动双凸极驱动电机。
当转子电角度位置<240°-delta时，由于磁阻转矩变小，不足于继续拖动电机，同时，在此转子位置可以产生足够的负励磁转矩，因此可以采用标准角控制、提前角控制或不对称电流法控制双凸极驱动电机。B相正电流、C相负电流的控制方式，可以开通B相上管3管及C相下管2管。
根据本发明的一个具体实施方案，启动时，若双凸极驱动电机转子不在预设的电角度区域内，采用标准角控制、提前角控制或不对称电流法启动双凸极驱动电机。
根据本发明的一个具体实施方案，预设偏转电角度delta根据双凸极驱动电机的带载要求以及磁阻转矩大小设定不同值。
实施例1
根据本发明的一个具体实施方案，结合附图，对本发明的双凸极驱动电机启动控制方法进行详细说明。
本发明提供了一种双凸极驱动电机启动控制方法，包括：
检测当前双凸极驱动电机转子的初始电角度位置，当转子的电角度位置在预设电角度区域内时，采用如下方法进行双凸极驱动电机启动控制：
根据要求的旋转方向和双凸极驱动电机转子的电角度位置，采用不同的控制方式控制双凸极驱动电机启动：
针对逆时针旋转，根据转子在不同的初始电角度位置的磁阻转矩，控制电流产生正磁阻转矩，启动双凸极驱动电机；
当转子从启动位置转动，并离开预设电角度区域时，加载励磁电流，使双凸极电机产生正励磁转矩继续拖动电机旋转；
针对顺时针旋转，根据转子在不同的初始电角度位置的磁阻转矩，控制电流产生负磁阻转矩，启动双凸极驱动电机；所述电流至少包括三相电；
当转子从启动位置转动，并离开预设电角度区域时，加载励磁电流，使双凸极电机产生负励磁转矩继续拖动电机旋转；预设电角度区域包括0°±delta、120°±delta和240°±delta电角度区域，其中，delta为预设偏转电角度。
当启动时，双凸极驱动电机转子在0°±delta电角度区域内时：
对于逆时针旋转，
采用B相正电流，A相负电流启动双凸极驱动电机；
当转子从启动位置转动，并且转子电角度位置>delta时，采用标准角控制、提前角控制或不对称电流法加载励磁电流，产生正磁阻转矩，控制双凸极驱动电机旋转；
对于顺时针旋转，
采用C相正电流，A相负电流启动双凸极驱动电机；
当转子从启动位置转动，并且转子电角度位置<360°-delta时，采用标准角控制、提前角控制或不对称电流法加载励磁电流，产生负磁阻转矩，控制双凸极驱动电机旋转。
当启动时，双凸极驱动电机转子在120°±delta电角度区域内时：
对于逆时针旋转，
采用C相正电流，B相负电流启动双凸极驱动电机；
当转子从启动位置转动，并且转子电角度位置>120°+delta时，采用标准角控制、提前角控制或不对称电流法加载励磁电流，产生正磁阻转矩，控制双凸极驱动电机旋转；
对于顺时针旋转，
采用A相正电流，B相负电流启动双凸极驱动电机；
当转子从启动位置转动，并且转子电角度位置<120°+delta时，采用标准角控制、提前角控制或不对称电流法加载励磁电流，产生负磁阻转矩，控制双凸极驱动电机旋转。
当启动时，双凸极驱动电机转子在240°±delta电角度区域内时：
对于逆时针旋转，
采用A相正电流，C相负电流启动双凸极驱动电机；
当转子从启动位置转动，并且转子电角度位置>240°+delta时，采用标准角控制、提前角控制或不对称电流法加载励磁电流，产生正磁阻转矩，控制双凸极驱动电机旋转；
对于顺时针旋转，
采用B相正电流，C相负电流启动双凸极驱动电机；
当转子从启动位置转动，并且转子电角度位置<240°+delta时，采用标准角控制、提前角控制或不对称电流法加载励磁电流，产生负磁阻转矩，控制双凸极驱动电机旋转。
实施例2
根据本发明的一个具体实施方案，对本发明的双凸极驱动电机启动控制方法进行详细说明。
本发明提供了一种双凸极驱动电机启动控制方法，包括：
检测当前双凸极驱动电机转子的初始电角度位置，当转子的电角度位置在预设电角度区域内时，采用如下方法进行双凸极驱动电机启动控制：
根据要求的旋转方向和双凸极驱动电机转子的电角度位置，采用不同的控制方式控制双凸极驱动电机启动：
针对逆时针旋转，根据转子在不同的初始电角度位置的磁阻转矩，控制电流产生正磁阻转矩，启动双凸极驱动电机；
当转子从启动位置转动，并离开预设电角度区域时，加载励磁电流，使双凸极电机产生正励磁转矩继续拖动电机旋转；
针对顺时针旋转，根据转子在不同的初始电角度位置的磁阻转矩，控制电流产生负磁阻转矩，启动双凸极驱动电机；所述电流至少包括三相电；
当转子从启动位置转动，并离开预设电角度区域时，加载励磁电流，使双凸极电机产生负励磁转矩继续拖动电机旋转；预设电角度区域包括0°±delta、120°±delta和240°±delta电角度区域，其中，delta为预设偏转电角度。
当启动时，双凸极驱动电机转子在0°±delta电角度区域内时：
对于逆时针旋转，
采用B相正电流，A相负电流启动双凸极驱动电机；
当转子从启动位置转动，并且转子电角度位置>delta时，采用标准角控制、提前角控制或不对称电流法加载励磁电流，产生正磁阻转矩，控制双凸极驱动电机旋转；
对于顺时针旋转，
采用C相正电流，A相负电流启动双凸极驱动电机；
当转子从启动位置转动，并且转子电角度位置<360°-delta时，采用标准角控制、提前角控制或不对称电流法加载励磁电流，产生负磁阻转矩，控制双凸极驱动电机旋转。
当启动时，双凸极驱动电机转子在120°±delta电角度区域内时：
对于逆时针旋转，
采用C相正电流，B相负电流启动双凸极驱动电机；
当转子从启动位置转动，并且转子电角度位置>120°+delta时，采用标准角控制、提前角控制或不对称电流法加载励磁电流，产生正磁阻转矩，控制双凸极驱动电机旋转；
对于顺时针旋转，
采用A相正电流，B相负电流启动双凸极驱动电机；
当转子从启动位置转动，并且转子电角度位置<120°+delta时，采用标准角控制、提前角控制或不对称电流法加载励磁电流，产生负磁阻转矩，控制双凸极驱动电机旋转。
当启动时，双凸极驱动电机转子在240°±delta电角度区域内时：
对于逆时针旋转，
采用A相正电流，C相负电流启动双凸极驱动电机；
当转子从启动位置转动，并且转子电角度位置>240°+delta时，采用标准角控制、提前角控制或不对称电流法加载励磁电流，产生正磁阻转矩，控制双凸极驱动电机旋转；
对于顺时针旋转，
采用B相正电流，C相负电流启动双凸极驱动电机；
当转子从启动位置转动，并且转子电角度位置<240°+delta时，采用标准角控制、提前角控制或不对称电流法加载励磁电流，产生负磁阻转矩，控制双凸极驱动电机旋转。
当启动时，若双凸极驱动电机转子不在预设的电角度区域内，采用标准角控制、提前角控制或不对称电流法启动双凸极驱动电机。
实施例3
根据本发明的一个具体实施方案，采用与实施例2相同的双凸极驱动电机启动控制方法。结合附图，对本发明的双凸极驱动电机启动控制方法进行详细说明。
图4是现有技术中采用电励磁双凸极驱动电机的输出转矩波形(标准角控制)，从图中可以看出，转子在0°、120°、240°电角度附近时，转矩很小并且为负值，电机停在这3个位置，需要启动时，是无法正常带载启动的。
图5是现有技术中采用电励磁双凸极驱动电机的输出转矩波形(提前角控制)，从图中可以看出，转子在0°、120°、240°电角度附近时，转矩比标准角控制提高了，但还是很小，电机停在这3个位置，需要启动时，还是无法正常带载启动的。
图6是现有技术中采用电励磁双凸极驱动电机的输出转矩波形(不对称电流法控制)，从图中可以看出，转子在0°、120°、240°电角度附近时，转矩比提前角控制提高了，但比平均输出转矩至少低一半左右，电机停在这三个区域内，需要启动时，还是无法正常启动的。
图7是本发明的一个实施例的AB相磁阻转矩仿真结果，显示了在1个360°电角度周期内AB相通电时的磁阻转矩与电角度关系。从图中可以看出，在0°±delta范围内正向磁阻转矩相对比较大，在此区域内可以借助磁阻转矩逆时针旋转带载启动，同时，在120°±delta范围内负向磁阻转矩相对比较大，在此区域内可以借助磁阻转矩顺时针旋转带载启动。
图8是本发明的一个实施例的BC相磁阻转矩仿真结果，显示了在1个360°电角度周期内BC相通电时的磁阻转矩与电角度关系。从图中可以看出，在120°±delta范围内正向磁阻转矩相对比较大，在此区域内可以借助磁阻转矩逆时针旋转带载启动，同时，在240°±delta范围内负向磁阻转矩相对比较大，在此区域内可以借助磁阻转矩顺时针旋转带载启动。
图9是本发明的一个实施例的AC相磁阻转矩仿真结果，显示了在1个360°电角度周期内AC相通电时的磁阻转矩与电角度关系。从图中可以看出，在240°±delta范围内正向磁阻转矩相对比较大，在此区域内可以借助磁阻转矩逆时针旋转带载启动，同时，在0°±delta范围内负向磁阻转矩相对比较大，在此区域内可以借助磁阻转矩顺时针旋转带载启动。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种双凸极驱动电机启动控制方法，其特征在于，包括：
检测当前双凸极驱动电机转子的初始电角度位置，当转子的电角度位置在预设电角度区域内时，采用如下方法进行双凸极驱动电机启动控制：
根据要求的旋转方向和双凸极驱动电机转子的电角度位置，采用不同的控制方式控制双凸极驱动电机启动：
针对逆时针旋转，根据转子在不同的初始电角度位置的磁阻转矩，控制电流产生正磁阻转矩，启动双凸极驱动电机；
当转子从启动位置转动，并离开预设电角度区域时，加载励磁电流，使双凸极电机产生正励磁转矩继续拖动电机旋转；
针对顺时针旋转，根据转子在不同的初始电角度位置的磁阻转矩，控制电流产生负磁阻转矩，启动双凸极驱动电机；
当转子从启动位置转动，并离开预设电角度区域时，加载励磁电流，使双凸极电机产生负励磁转矩继续拖动电机旋转。
2.根据权利要求1所述的双凸极驱动电机启动控制方法，其特征在于，所述电流为三相电流。
3.根据权利要求2所述的双凸极驱动电机启动控制方法，其特征在于，预设电角度区域包括0°±delta、120°±delta和240°±delta电角度区域，其中delta为预设偏转电角度。
4.根据权利要求3所述的双凸极驱动电机启动控制方法，其特征在于，当启动时，双凸极驱动电机转子在0°±delta电角度区域内时：
对于逆时针旋转，
采用B相正电流，A相负电流启动双凸极驱动电机；
当转子从启动位置转动，并且转子电角度位置>delta电角度时，采用标准角控制、提前角控制或不对称电流法加载励磁电流，产生正磁阻转矩，控制双凸极驱动电机旋转；
对于顺时针旋转，
采用C相正电流，A相负电流启动双凸极驱动电机；
当转子从启动位置转动，并且转子电角度位置<360°-delta电角度时，采用标准角控制、提前角控制或不对称电流法加载励磁电流，产生负磁阻转矩，控制双凸极驱动电机旋转。
5.根据权利要求3所述的双凸极驱动电机启动控制方法，其特征在于，当启动时，双凸极驱动电机转子在120°±delta电角度区域内时：
对于逆时针旋转，
采用C相正电流，B相负电流启动双凸极驱动电机；
当转子从启动位置转动，并且转子电角度位置>120°+delta电角度时，采用标准角控制、提前角控制或不对称电流法加载励磁电流，产生正磁阻转矩，控制双凸极驱动电机旋转；
对于顺时针旋转，
采用A相正电流，B相负电流启动双凸极驱动电机；
当转子从启动位置转动，并且转子电角度位置<120°-delta电角度时，采用标准角控制、提前角控制或不对称电流法加载励磁电流，产生负磁阻转矩，控制双凸极驱动电机旋转。
6.根据权利要求3所述的双凸极驱动电机启动控制方法，其特征在于，当启动时，双凸极驱动电机转子在240°±delta电角度区域内时：
对于逆时针旋转，
采用A相正电流，C相负电流启动双凸极驱动电机；
当转子从启动位置转动，并且转子电角度位置>240°+delta电角度时，采用标准角控制、提前角控制或不对称电流法加载励磁电流，产生正磁阻转矩，控制双凸极驱动电机旋转；
对于顺时针旋转，
采用B相正电流，C相负电流启动双凸极驱动电机；
当转子从启动位置转动，并且转子电角度位置<240°-delta电角度时，采用标准角控制、提前角控制或不对称电流法加载励磁电流，产生负磁阻转矩，控制双凸极驱动电机旋转。
7.根据权利要求1所述的双凸极驱动电机启动控制方法，其特征在于，启动时，若双凸极驱动电机转子不在预设的电角度区域内，采用标准角控制、提前角控制或不对称电流法启动双凸极驱动电机。
8.根据权利要求1所述的双凸极驱动电机启动控制方法，其特征在于，预设偏转电角度delta根据双凸极驱动电机的带载要求以及磁阻转矩大小设定不同值。
CN202110869633.6A 2021-07-30 2021-07-30 一种双凸极驱动电机启动控制方法 Active CN113595454B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110869633.6A CN113595454B (zh) 2021-07-30 2021-07-30 一种双凸极驱动电机启动控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110869633.6A CN113595454B (zh) 2021-07-30 2021-07-30 一种双凸极驱动电机启动控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113595454A true CN113595454A (zh) 2021-11-02
CN113595454B CN113595454B (zh) 2022-05-24

Family

ID=78252423

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110869633.6A Active CN113595454B (zh) 2021-07-30 2021-07-30 一种双凸极驱动电机启动控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113595454B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116846284A (zh) * 2023-09-01 2023-10-03 天津德星智能科技有限公司 一种eps系统电机转子角度对中数据识别处理方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160109265A1 (en) * 2014-10-21 2016-04-21 Denso Corporation Apparatus for estimating rotational position of predetermined magnetic pole of rotary electric machine
CN108092572A (zh) * 2016-11-09 2018-05-29 Seb公司 一种不具有整流器的三相同步电机的启动的控制方法
CN108964532A (zh) * 2018-05-31 2018-12-07 南京航空航天大学 三级式无刷同步电机分阶段式起动控制系统及方法
CN109842340A (zh) * 2019-02-21 2019-06-04 哈尔滨工程大学 无位置传感器无刷直流电机起动控制及低速运行方法
CN110190783A (zh) * 2019-06-05 2019-08-30 南京航空航天大学 三状态标准角度控制的电励磁双凸极电机带载起动方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160109265A1 (en) * 2014-10-21 2016-04-21 Denso Corporation Apparatus for estimating rotational position of predetermined magnetic pole of rotary electric machine
CN108092572A (zh) * 2016-11-09 2018-05-29 Seb公司 一种不具有整流器的三相同步电机的启动的控制方法
CN108964532A (zh) * 2018-05-31 2018-12-07 南京航空航天大学 三级式无刷同步电机分阶段式起动控制系统及方法
CN109842340A (zh) * 2019-02-21 2019-06-04 哈尔滨工程大学 无位置传感器无刷直流电机起动控制及低速运行方法
CN110190783A (zh) * 2019-06-05 2019-08-30 南京航空航天大学 三状态标准角度控制的电励磁双凸极电机带载起动方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116846284A (zh) * 2023-09-01 2023-10-03 天津德星智能科技有限公司 一种eps系统电机转子角度对中数据识别处理方法
CN116846284B (zh) * 2023-09-01 2023-11-17 天津德星智能科技有限公司 一种eps系统电机转子角度对中数据识别处理方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113595454B (zh) 2022-05-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6236179B1 (en) Constant power speed range extension of surface mounted PM motors
US7116073B1 (en) Methods and apparatus for controlling a motor/generator
Wang et al. Torque density improvement of doubly salient electromagnetic machine with asymmetric current control
TWI418135B (zh) 馬達控制方法與系統及其中之數位信號處理器
Ding et al. Performance improvement for segmented-stator hybrid-excitation SRM drives using an improved asymmetric half-bridge converter
Toliyat et al. AC machines controlled as DC machines (Brushless DC machines/electronics)
Park et al. An improved current control method for torque improvement of high-speed BLDC motor
CN104779760B (zh) 一种低转矩脉动电励磁双凸极无刷直流电机及其控制系统
Higuchi et al. Torque ripple reduction control of a novel segment type SRM with 2-steps slide rotor
Zhao et al. Position-Sensorless Control of $\text {DC}+\text {AC} $ Stator Fed Doubly Salient Electromagnetic Motor Covered Full Speed Range
CN113595454B (zh) 一种双凸极驱动电机启动控制方法
Liu et al. Winding configurations and performance investigations of 12-stator pole variable flux reluctance machines
JP2006149031A (ja) 車両駆動システムおよびそれを備える車両
JP4581590B2 (ja) スイッチトリラクタンスモータの高速域制御方法
KR20140086496A (ko) Srm 제어 방법 및 이러한 방법을 사용하는 장치
Yuan et al. Torque ripple suppression of doubly salient brushless DC motors with current compensation control
CN2770217Y (zh) 一种新型永磁无刷直流电机
Tanujaya et al. Design a novel switched reluctance motor for neighborhoods electric vehicle
Sui et al. A Consequent-Pole Five-Phase Fault-Tolerant Permanent-Magnet Synchronous Machine for Electric Vehicles
CN207835373U (zh) 一种自动调节发动机转速的控制系统
JP3651352B2 (ja) Ｓｒモータの制御方法及びｓｒモータ
KR20120132661A (ko) 영구 자석 발전기의 제어기 및 제어기를 구비한 영구 자석 발전기
Wang et al. Research on speed expansion capability of hybrid permanent magnet synchronous motor
JP2017011806A (ja) モータ制御装置
CN117792175B (zh) 三相爪极步进电机驱动方法及系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant