[發明專利]一種基于換相點電流響應的電勵磁雙凸極電機起動加速無位置傳感器方法

有效

• 申請號: 201310606294.8
• 申請日: 2013-11-21
• 公開（公告）號: CN103684143A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 楊岑;王慧貞;趙耀;張海波;劉偉峰
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H02P6/20
• 分類號: H02P6/20;H02P6/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種電勵磁雙凸極電機無位置傳感器控制方法，屬于電勵磁雙凸極電機控制技術領域。?

背景技術

無位置傳感器技術作為一種新穎的電機控制技術而被廣泛應用于航空航天，工業信息等各個領域的研究中。對無位置傳感器技術的研究，擴展了電勵磁雙凸極電機的應用范圍，提高了電機系統的集成度，為電機在位置傳感器容易受到干擾的場合的應用奠定了基礎。?

電勵磁雙凸極電機結合了永磁電機和開關磁阻電機的優點，其轉子上沒有繞組和永磁體，結構簡單，同時定子上用勵磁繞組代替永磁體建立主磁場，勵磁電流調節電壓容易而廣泛應用于軍事，新能源等場合。?

目前還沒有文獻涉及電勵磁雙凸極電機的低速運行以及無遲滯起動的研究，電勵磁雙凸極電機與開關磁阻電機的結構類似，兩者的數學模型也較為接近，因而對開關磁阻電機初始位置檢測技術的研究具有借鑒價值。?

國內外學者對開關磁阻電機的轉子靜止和低速位置檢測展開了大量的研究，研究方法大多是利用電機的相電流來估計磁鏈、自感、增量電感以及反電勢等電磁特性參數，并利用這些電磁特性參數與位置角、相電流之間的非線性關系來間接獲取轉子位置信息，從而實現轉子位置估計。高頻脈沖注入法直接利用直流母線電壓，無需外加激勵源，靜止時利用功率變換器給各相注入高頻檢測脈沖，低速運行時根據斬波電流以及向非導通相注入高頻檢測脈沖來實時檢測轉子電感變化趨勢，進而判斷轉子位置。?

傳統的注入脈沖法都可以實現開關磁阻電機靜止和低速運行的轉子位置檢測，都需要實時檢測各相的電流響應或者通過各相的電流響應計算電機的電感，然而電勵磁雙凸極電機與開關磁阻電機的主驅動電路拓撲不同，電勵磁雙凸極電機同一時刻有兩相繞組串聯導通，相與相之間存在耦合，在低速運行時若通過給不導通相注入脈沖來檢測響應電流或者實時計算電感必然會使電機產生負轉矩，造成電機無法平穩起動，同時，實時檢測電流響應增加了運算量，降低了系統的效率。因此本專利提出一種利用換相點電流響應的方法來檢測電勵磁雙凸極電機的換相位置，確保電機快速平穩無遲滯起動。?

發明內容

本發明在傳統脈沖注入法基礎上，結合電勵磁雙凸極電機的電磁特性，提出了一種新穎的基于脈沖電流響應法的電勵磁雙凸極電機初始位置與低速運行無位置傳感器估計法，該方?法需要解決的問題是：克服傳統的各種無位置法無法實現電機靜止時準確位置檢測以及低速運行時的無遲滯連接，可移植性差等弊端，得到一種簡便容易實現的無位置傳感器控制策略，為電勵磁雙凸極電機可靠起動和平穩運行奠定了基礎。?

本發明為實現上述解決方案，采用如下技術策略：?

1)高頻開關三種開關組合，即分別高頻開關A相橋臂上管S₁和B相橋臂下管S₆、B相橋臂上管S₃和C相橋臂下管S₂、C相橋臂上管S₅和A相橋臂下管S₄，在高頻開關時采樣直流母線上的電流，分別得到S₁和S₆開關時的響應電流i₁，S₃和S₂開關時的響應電流i₂，S₅和S₄開關時的響應電流i₃，比較三個電流響應的幅值，確定初始位置轉子所在的60°電角度范圍區間，確定初始導通開關管組合，根據轉子所在的區間距離換相點的電角度確定初始時固定脈寬信號作用在開關管上的時間；?

2)將步驟1)中確定的初始時固定脈寬信號時間作用到步驟1)中通過電流響應幅值判斷的導通開關管組合上，電機開始旋轉，固定脈寬信號結束后，經過死區時間，分別給剛才關閉的兩個開關管和換相后需要開通的兩個開關管高頻脈沖信號，檢測母線電流的大小，得到檢測值i₁₁和i₂₂；?

3)將步驟2)中檢測到的母線電流進行比較，若i₁₁小于i₂₂，即高頻開關當前的兩個開關管組合所得到的電流響應值小于換相后需要開通的兩個開關管組合所得到的電流響應值，則繼續給當前相固定脈寬信號，固定脈寬信號結束后，經過死區時間，再分別給剛才關閉的兩個開關管和換相后需要開通的兩個開關管高頻脈沖信號，檢測母線電流的大小，直到高頻開關當前的兩個開關管組合所得到的電流響應值大于換相后需要開通的兩個開關管組合所得到的電流響應值；?