[發明專利]一種開關磁阻電機繞組電壓的測量方法和檢測裝置

有效

• 申請號: 200910264570.0
• 申請日: 2009-12-28
• 公開（公告）號: CN101726655A
• 公開（公告）日: 2010-06-09
• 發明（設計）人: 時龍興;虞翠萍;鐘銳;刁龍;陸生禮
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01R19/25
• 分類號: G01R19/25
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

技術領域

本發明涉及一種開關磁阻電機繞組電壓的測量方法和檢測裝置，解決了已有的測量 方法價格昂貴并且不穩定的問題，屬于電機控制電機繞組電壓檢測的領域。

背景技術

開關磁阻電動機(SR電動機)結構簡單堅固，工作可靠，效率高，由其構成的開關 磁阻電動機驅動系統(SRD)與傳統交直流調速系統相比，具有許多優點，如：起動轉 矩大，低速性能好，無感應電動機在起動時所出現的沖擊電流現象；調速范圍寬，控制 靈活，可方便實現四象限運行，具有較強的再生制動能力，在寬廣的轉速和功率范圍內 都具有高效率，有利于節能降耗；可工作于極高轉速；可缺相運行，容錯能力強等。目 前，SRD在軍事和民用工業上的應用已取得一些效果，但還存在一些問題有待進一步研 究解決，主要有轉子位置檢測、控制方法的實現技術等。

SR電動機的調速控制系統需要準確的繞組電壓的大小以及方向。傳統的繞組電壓的 檢測通常都是利用電壓傳感器實現的。

目前，使用最廣泛的電壓是霍爾傳感器。而霍爾元件是由半導體材料制成的，對溫度 的變化是很敏感的，其輸入電阻、輸出電阻、乘積靈敏度也將受到溫度變化的影響，從而給 測量帶來較大的誤差。此外由于不等位電勢造成的零位誤差以及寄生直流電勢誤差，自 勵磁場零位電勢誤差等誤差的存在，使霍爾傳感器的使用精度受到很大的影響，致使霍爾 傳感器的工作不可靠，而要解決這些問題則需要設計和實現復雜的補償電路，而且霍爾 傳感器價格昂貴，這都很大的降低了霍爾傳感器的實用性，限制了霍爾傳感器的使用。

發明內容

技術問題：本發明的目的是為了解決現有的使用電壓霍爾傳感器進行電壓測量中遇 到的工作不可靠以及價格昂貴，實用性不高的問題。提供了一種開關磁阻電機繞組電壓 測量的方法的電路，能實現對開關磁阻電機繞組電壓的準備、實時的測量。電路原理和 結構簡單、實用，易于實現。

技術方案：

本發明為實現上述目的，采用如下技術方案：

本發明一種開關磁阻電機繞組電壓的測量方法，其特征在于：在開關磁阻電機在雙 管導通工作狀態以及CCC斬雙管工作狀態下，通過比例分壓采樣電路測量母線電壓的有 效值獲得繞組電壓有效值大小，將繞組電壓經過單管蓄流回路后利用繞組正反向電壓極 性檢測電路檢測繞組電壓方向。

一種開關磁阻電機繞組電壓的檢測裝置，其特征在于：該裝置由比例分壓采樣電路 依次串接繞組正反向電壓極性檢測電路、單片機CPU和單管蓄流回路構成，其中比例分 壓采樣電路依次串接繞組電壓極性檢測電路的電源端分別與外部直流電源連接。

有益效果：本發明通過對磁阻電機的驅動電路以及工作狀態進行分析，提出了一種 測量繞組電壓的大小以及方向的有益的可行性方案。利用分壓比例電路，以及電壓極性 測試電路，數模轉換芯片ADC以及控制處理器芯片CPU，可對無位置傳感器的繞組電壓 進行準備實時的測量。本發明利用了開關磁阻電機控制系統已有的硬件，輔助測量電路， 可以準備的得到繞組電壓的大小和方向。結構簡單，實用性強。

附圖說明

圖1是開關磁阻電機雙管導通工作狀態下的電流回路及光耦導通信號。

圖2是開關磁阻電機CCC斬雙管工作狀態下的電流回路及光耦導通信號。

圖3是開關磁阻電機CCC斬雙管工作狀態下的單管蓄流回路。

圖4是無位置傳感器的開關磁阻電機的驅動系統。

圖5本發明的方法及電路。

具體實施方式

本發明方法包括獲得繞組電壓的大小和方向的方法原理：

結合附圖本發明進行說明，以A相繞組電壓為例，箭頭所示方向為A相繞組電壓的正 方向：

如圖1所示，當三極管T1，T2均導通時，磁阻電機處于雙管導通工作狀態，此時電 源Udc，三極管T1，A相電感，三極管T2構成一個電流回路。此時A相電感兩端的繞組 電壓UA近似等于母線兩端的電壓大小Udc的值，方向為正，此時光耦21導通，輸出一 個導通信號給單片機3。

如圖2所示，當三極管T1，T2均關斷時，磁阻電機處于CCC斬雙管工作狀態，此 時電源Udc，二極管D2，A相電感，二極管D1構成一個回流電路。此時A相電感兩端的 繞組電壓UA近似等于母線兩端的電壓大小Udc的值，方向為負，此時光耦22導通，輸 出一個導通信號給單片機3。