[發(fā)明專利]一種無(wú)位置傳感器開關(guān)磁阻電機(jī)中轉(zhuǎn)子位置的檢測(cè)方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810209752.3
• 申請(qǐng)日: 2008-12-22
• 公開（公告）號(hào): CN101436843A
• 公開（公告）日: 2009-05-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳紅星;寇寶泉;貴獻(xiàn)國(guó);劉奉海;侯云鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H02P6/18
• 分類號(hào): H02P6/18;G01P3/44
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 牟永林

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種無(wú)位置傳感器的開關(guān)磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)方法，屬于電機(jī)控制領(lǐng)域。?

背景技術(shù)

已有的開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(SRD)如圖1所示，系統(tǒng)由具有功率管及其驅(qū)動(dòng)模塊的功率逆變器1、開關(guān)磁阻電機(jī)2、測(cè)量直流母線電壓的電壓傳感器3、測(cè)量繞組電流的電流傳感器4、控制器5和測(cè)量電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的位置傳感器6組成。由于根據(jù)“磁阻最小原理”，通過對(duì)定子勵(lì)磁繞組依次通電，定子極與轉(zhuǎn)子極相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，因此SRD結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠。?

SRD的運(yùn)行需要在線實(shí)時(shí)檢測(cè)的反饋量一般有轉(zhuǎn)子位置、速度及電流等，然后根據(jù)控制目標(biāo)綜合這些信息給出控制指令，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行控制及保護(hù)等功能。轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)環(huán)節(jié)是SRD的重要組成部分，檢測(cè)到的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)是各相主開關(guān)器件正確進(jìn)行邏輯切換的根據(jù)，也為速度控制環(huán)節(jié)提供了速度反饋信號(hào)。現(xiàn)有檢測(cè)SRD轉(zhuǎn)子位置的技術(shù)是外置機(jī)械式的位置傳感器6，這樣增大了電機(jī)體積，加大了電機(jī)制造工藝難度，降低了系統(tǒng)可靠性，同時(shí)提高了電機(jī)系統(tǒng)的成本。?

因此，人們研制間接檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置的方法，制造無(wú)位置傳感器的開關(guān)磁阻電機(jī)，已經(jīng)研制出來(lái)的無(wú)位置傳感器開關(guān)磁阻電機(jī)控制系統(tǒng)取消了外部的位置傳感器6，通過向非工作繞組注入高頻電流進(jìn)行辨識(shí)非工作繞組的電感變化，從而確定電機(jī)轉(zhuǎn)子位置，對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制。但是，由于工作繞組中的電流注入，使得電機(jī)轉(zhuǎn)子中出現(xiàn)阻力矩和力矩諧波成分，降低了電機(jī)系統(tǒng)的效率，增大了電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)。同時(shí)，工作繞組形成的磁鏈對(duì)注入電流形成影響，使得信號(hào)采集受到干擾，降低了轉(zhuǎn)子位置的辨識(shí)精度。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是為了解決現(xiàn)有間接檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置的方法使得電機(jī)轉(zhuǎn)子中出現(xiàn)阻力矩和力矩諧波成分，降低了電機(jī)系統(tǒng)的效率，增大了電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)。同時(shí)，工作繞組形成的磁鏈對(duì)注入電流形成影響，使得信號(hào)采集受到干擾，降低了轉(zhuǎn)子位置的辨識(shí)精度的問題，提供了一種無(wú)位置傳感器開關(guān)磁阻電機(jī)中轉(zhuǎn)子位置的檢測(cè)方法。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法的裝置包括功率逆變器、開關(guān)磁阻電機(jī)、電壓傳感器、電流傳感器和控制器，繞組采用斬波電流閉環(huán)控制，該方法包括：?

步驟一、對(duì)繞組電流i和母線電壓U進(jìn)行采樣：控制器對(duì)電流傳感器測(cè)量的開關(guān)磁阻電機(jī)的繞組電流i進(jìn)行采樣，同時(shí)，控制器對(duì)電壓傳感器測(cè)量的開關(guān)磁阻電機(jī)的母線電壓U進(jìn)行采樣；?

步驟二、根據(jù)步驟一采樣的繞組電流i和母線電壓U獲得繞組的瞬時(shí)電感L，繼而通過查繞組的瞬時(shí)電感L與轉(zhuǎn)子角度關(guān)系表得到轉(zhuǎn)子的位置。?

獲得繞組的瞬時(shí)電感L與轉(zhuǎn)子角度關(guān)系表的方法為：將電機(jī)轉(zhuǎn)子固定在設(shè)定角度，向繞組通入50Hz交流電，測(cè)量繞組電壓U₂和電流I₂，利用公式?

2π×50×L=(U2I2)2-R2]]>

計(jì)算該轉(zhuǎn)子角度位置的繞組的瞬時(shí)電感L，其中R為繞組等效電阻；不斷改變電機(jī)轉(zhuǎn)子的角度位置，重復(fù)上述方法計(jì)算，得到多組不同轉(zhuǎn)子角度位置的繞組的瞬時(shí)電感值，獲得繞組的瞬時(shí)電感L與轉(zhuǎn)子角度關(guān)系表。?

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：?

本發(fā)明利用開關(guān)磁阻電機(jī)控制系統(tǒng)已有的硬件，檢測(cè)工作繞組中的電流斬波信號(hào)，計(jì)算電機(jī)繞組的瞬時(shí)電感，查其與轉(zhuǎn)子角度的關(guān)系表得到電機(jī)轉(zhuǎn)子的實(shí)際角度位置。檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置方便，降低了電機(jī)制造成本和工藝，而且解決了現(xiàn)有間接檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置的方法使得電機(jī)轉(zhuǎn)子中出現(xiàn)阻力矩和力矩諧波成分，降低了電機(jī)系統(tǒng)的效率，增大了電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)。同時(shí)，工作繞組形成的磁鏈對(duì)注入電流形成影響，使得信號(hào)采集受到干擾，降低了轉(zhuǎn)子位置的辨識(shí)精度的問題。?

附圖說(shuō)明