[發明專利]開關磁阻電機繞組電壓的檢測電路與檢測方法

有效

• 申請號: 201110421336.1
• 申請日: 2011-12-15
• 公開（公告）號: CN102520231A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 孫建忠;白鳳仙;孫斐然;張凱
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00;G01R15/04
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 關慧貞

1.一種開關磁阻電機的繞組瞬時電壓檢測電路，其特征是，作為開關磁阻電機控制系統一部分的檢測電路，其繞組電壓不是通過直接檢測繞組兩端的電壓來獲得，而是通過直流母線電壓檢測電路(2)檢測功率變換器(3)的直流母線電壓，并通過微控制器(1)判別開關磁阻電機(4)的繞組的工作狀態來獲得；微控制器(1)在判別繞組的工作狀態時，需要借助其PWM口的電平和電流傳感器及其信號調理電路(5)的三相繞組電流信號；直流母線電壓檢測電路(2)由一級差分放大電路和一級濾波電路組成，分壓電阻(R1、R2)將直流母線正極(P)對控制地(GND)的電壓分壓后輸入到運算放大器(A)的同相端，分壓電阻(R3、R4)將直流母線負極(N)對控制地(GND)的電壓分壓后，輸入到運算放大器(A)的反相端，運算放大器(A)通過差分放大得到直流母線電壓的檢測值，運算放大器(A)的輸出經過濾波電阻(R5)、濾波電容(C3)阻容濾波后送入微控制器(1)的模數轉換口(ADC0)；電路參數中取分壓電阻R1＝R3，且分壓電阻(R1、R3)≥2MΩ；分壓電阻R2＝R4；分壓電阻(R2、R4)的阻值根據檢測電路的輸出電壓U_AD選取，使U_AD的范圍滿足微控制器的要求；取濾波電容C1＝C2＝C3＝330pF，濾波電阻R5＝1kΩ；直流母線電壓檢測電路(2)的輸出電壓U_AD為

UAD=R2R1+R2(UP-UN)=R2R1+R2Udc---(1)]]>

式中，U_dc為直流母線電壓；U_P、U_N分別為直流母線的正極(P)和負極(N)對控制地(GND)的電壓。

2.如權利要求1所述的開關磁阻電機的繞組瞬時電壓檢測電路，其特征是，它采用的檢測方法，是通過檢測直流母線的電壓和判斷各相繞組的導通狀態來間接檢測開關磁阻電機的各相繞組電壓，具體步驟如下：

通過微控制器(1)的(ADC0)實時更新直流母線電壓U_dc的檢測值U_AD；通過微控制器(1)的(ADC1、ADC2、ADC3)獲得開關磁阻電機(4)的A相、B相、C相繞組的電流I_A、I_B、I_C；令微控制器(1)的(PWM1、PWM4)分別控制功率變換器(3)中的A相繞組(PHA)對應的功率開關管(VT1、VT4)；微控制器(1)的(PWM2、PWM5)分別控制功率變換器(3)中B相繞組(PHB)對應的功率開關管(VT2、VT5)；微控制器(1)的(PWM3、PWM6)分別控制功率變換器(3)中C相繞組(PHC)對應的功率開關管(VT3、VT6)；根據各相繞組電流是否為0，并結合微控制器(1)的PWM模塊的輸出電平高低，判斷各相繞組的工作狀態，從而確定其繞組的端電壓；取各相繞組的電壓正方向與電流方向一致，A相繞組(PHA)的繞組電壓U_A檢測方程為

UA=0IA=0Udc-2UTIA>0,PWM1=PWM4=1-(Udc+2UD)IA>0,PWM1=PWM4=0UT+UDIA>0,PWM1≠PWM4---(2)]]>

式中，U_T、U_D分別為功率開關管和續流二極管的管壓降，其值均可從數據表中查得，或通過實際測量得到；如果忽略開關管和續流二極管的管壓降，則A相繞組(PHA)的電壓檢測方程簡化為

UA=0IA=0UdcIA>0,PWM1=PWM4=1-UdcIA>0,PWM1=PWM4=00IA>0,PWM1≠PWM4---(3)]]>

B相繞組(PHB)的繞組電壓U_B檢測方程為

UB=0IB=0Udc-2UTIB>0,PWM2=PWM5=1-(Udc+2UD)IB>0,PWM2=PWM5=0UT+UDIB>0,PWM2≠PWM5---(4)]]>

忽略開關管和續流二極管的管壓降時B相繞組(PHB)的電壓檢測方程為

UB=0IB=0UdcIB>0,PWM2=PWM5=1-UdcIB>0,PWM2=PWM5=00IB>0,PWM2≠PWM5---(5)]]>

C相繞組(PHC)的繞組電壓U_C檢測方程為

UC=0IC=0Udc-2UTIC>0,PWM3=PWM6=1-(Udc+2UD)IC>0,PWM3=PWM6=0UT+UDIC>0,PWM3≠PWM6---(6)]]>

忽略開關管和續流二極管的管壓降時C相繞組(PHC)的電壓檢測方程為

UC=0IC=0UdcIC>0,PWM3=PWM6=1-UdcIC>0,PWM3=PWM6=00IC>0,PWM3≠PWM6---(7)]]>