[發(fā)明專利]一種雙凸極電機無位置起動方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410559568.7
• 申請日: 2014-10-20
• 公開（公告）號: CN104348385A
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發(fā)明（設計）人: 周興偉;周波;郭鴻浩
• 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: 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(fā)明屬于雙凸極電機控制技術領域，具體涉及一種雙凸極電機無位置起動方法。

背景技術

雙凸極電機作為一種新型特種電機，具有結構簡單，控制靈活，可實現啟動/發(fā)電一體化等優(yōu)點，因此受到廣泛關注。準確的位置信息是雙凸極電機可靠運行的前提，一般系統中采用霍爾傳感器獲得準確的轉子位置信息，霍爾傳感器的安裝一方面增加了系統體積，提高系統的成本及復雜程度，另一方面也限制了雙凸極電機的應用場合。因此雙凸極電機的無位置傳感器控制具有較大的研究意義。

在電機轉速較高時可以通過反電勢或磁鏈觀測判斷轉子所在位置，而在啟動階段轉速低，反電勢較小，難以檢測，因此雙凸極電機的無位置啟動是其無位置運行的關鍵。

程明等公開的“雙凸極電機無位置傳感器控制的啟動方法”(中國，公開日：2011年12月21日，公開號：102291070A)專利中研究了一種雙凸極電機無位置控制方法，該方法在低速階段通過給每種定子繞組組合方式注入幅值、時間相同的脈沖，通過比較響應電流確定轉子的初始位置，根據位置確定逆變器的導通使得電機按照給定方向旋轉。該方法沒有考慮當轉子處于扇區(qū)邊界時，電流響應相差很小，難以通過電流響應關系準確判斷轉子所在扇區(qū)的情況，當轉子位于扇區(qū)邊界時易啟動失敗或反轉。

趙耀等公開的“一種基于電感法的三相電勵磁雙凸極電機啟動升速無位置技術”(中國，公開日：2013年5月1日，公開號：103078586A)專利中提出了一種雙凸極電機低速無位置控制方法，該方法在靜止時不加勵磁電流，給電樞繞組注入固定周期的電壓脈沖信號判斷轉子所在扇區(qū)，升速時采集斬波時電樞電流上升的斜率計算兩相串聯繞組與勵磁繞組互感之和進行雙凸極電機無位置升速。該方法在靜止時檢測轉子位置沒有考慮轉子位于扇區(qū)邊界的情況，容易導致電機啟動時的振蕩，加速過程需要實時精確檢測電樞電流，換向時刻的確定依賴延遲角度的選取，受參數影響較大，實施過程較為復雜。

張海波等公開的“基于三相六狀態(tài)起動的電勵磁雙凸極電機轉子位置辨識法”(中國，公開日：2013年8月7日，公開號：103236807A)專利提出了一種電勵磁雙凸極電機轉子位置辨識方法，通過多次注入脈沖來檢測非注入相端電壓判斷轉子所在位置。該方法在起動時將轉子位置按平均每60°劃分為一個扇區(qū)，這樣的劃分方法不符合雙凸極電機反電勢規(guī)律，依據這種劃分方法采取的三相六狀態(tài)的起動策略并不能實現雙凸極電機的最大出力，且該專利提出的轉子位置判斷方法需要多次注入脈沖進行判斷，對電壓檢測精度要求較高，實施過程較為復雜。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題是：提供一種雙凸極電機無位置起動方法,解決了現有技術中該類電機在扇區(qū)邊界易啟動失敗、需要較高的電壓電流檢測精度的問題。

本發(fā)明為解決上述技術問題采用以下技術方案：

一種雙凸極電機無位置起動方法，包括如下步驟：

步驟1、在雙凸極電機停止時，依次對電機的A、B、C三相中的任意兩相輸入幅值、時間均相等的檢測脈沖，并且在脈沖結束時刻采集相應兩相的響應電流，獲取對應的三個響應電流，分別為AB相繞組串聯時的響應電流、BC相繞組串聯時的響應電流、CA相繞組串聯時的響應電流；

步驟2、劃分扇區(qū)，比較三個響應電流，判斷三個響應電流的大小，根據三個響應電流之間的差值與預先設定的閥值進行比較，根據比較結果定義電機轉子所在扇區(qū)的類型及排序，其中扇區(qū)的類型分為普通扇區(qū)和邊界扇區(qū)；

步驟3、根據電機轉子所在的扇區(qū)類型及三相響應電流的關系，確定電機的起動方式。

所述步驟2中定義電機轉子所在扇區(qū)的類型及排序的具體方法如下：

首先，比較三個響應電流，若三個響應電流中兩兩響應電流之差均大于或等于設定閥值，則定義此時轉子所在的扇區(qū)為普通扇區(qū)；若存在任意兩響應電流的差值小于設定閥值，且第三個響應電流大于該任意兩響應電流，則定義此時轉子位于邊界扇區(qū)；否則，視為檢測錯誤，重新執(zhí)行步驟1。

所述步驟3中，如電機轉子位于普通扇區(qū)內，電機的起動方式為：

如果最小響應電流為CA相繞組串聯時的響應電流，則A相通正向電壓C相通負向電壓，如果最小響應電流為AB相繞組串聯時的響應電流，則B相通正向電壓A相通負向電壓，如果最小響應電流為BC相繞組串聯時的響應電流，則C相通正向電壓B相通負向電壓。

所述步驟3中，如電機轉子位于邊界扇區(qū)內，電機的起動方式為：