[發明專利]開關磁阻電機及其控制方法

在審

• 申請號: 201410709717.3
• 申請日: 2014-11-28
• 公開（公告）號: CN104393799A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 李延吉
• 申請（專利權）人: 捷和電機制品(深圳)有限公司
• 主分類號: H02P6/08
• 分類號: H02P6/08;H02P6/16
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所 44237
• 代理人: 張全文

技術領域

本發明屬于電機技術領域，尤其涉及一種開關磁阻電機以及該開關磁阻電機的控制方法。

背景技術

開關磁阻電機(Switched?Reluctance?Motor，簡稱SRM)是一種可以在很大范圍調速的新型電子換相電機(Electronic?Commutation?Motor，EC?Motor)，目前已廣泛應用于家用電器、航空航天、電子、機械及電動車輛等領域。對于一些應用，如攪拌機，某些功能需要電機以極低的速度(通常低于100rpm)穩定運行。而對于開關磁阻電機，由于電機本身沒有永磁體，磁場依賴自身繞組激勵，運行時存在較大的轉矩脈動，所以低速控制往往難以實現，這也制約了開關磁阻電機的推廣應用。因此，亟待提供一種控制方法以使開關磁阻電機能夠在低速狀態下穩定運行。

發明內容

本發明的目的在于提供一種開關磁阻電機的控制方法，采用位置開環方式與位置閉環方式相結合，旨在解決現有技術中如何控制開關磁阻電機以在低速狀態下穩定運行的問題。

本發明是這樣實現的，一種開關磁阻電機的控制方法，包括以下步驟：

步驟一：啟動開關磁阻電機，所述開關磁阻電機包括相繞組以及相對轉動的定子和轉子，并具有固定輸出轉矩和最小輸出轉矩，所述固定輸出轉矩大于所述最小輸出轉矩；

步驟二：在輕負載條件下，所述開關磁阻電機以位置開環方式運行，給所述相繞組通固定大小的電流，所述開關磁阻電機輸出所述固定輸出轉矩；

步驟三：負載加大并超過所述固定輸出轉矩，利用位置檢測單元檢測所述轉子與所述定子之間的相對位置以判斷所述開關磁阻電機運行是否穩定，若所述開關磁阻電機運行不穩定，則將所述開關磁阻電機切換至位置閉環方式運行；若所述開關磁阻電機運行穩定，則保持所述開關磁阻電機以所述位置開環方式運行；

步驟四：所述開關磁阻電機以所述位置閉環方式運行，控制所述開關磁阻電機的負載與所述相繞組的電流；

步驟五：判斷所述開關磁阻電機的負載是否小于所述最小輸出轉矩，若所述開關磁阻電機的負載大于所述最小輸出轉矩，增大所述開關磁阻電機的轉矩以使其轉速維持在固定值；若所述開關磁阻電機的負載小于所述最小輸出轉矩，則將所述開關磁阻電機切換至所述位置開環方式運行。

進一步地，在步驟一中，提供驅動和控制所述開關磁阻電機運行的驅動控制裝置，所述驅動控制裝置包括：

電源，用于將交流輸入電壓轉換為驅動所述開關磁阻電機運行的直流電壓；

驅動橋，用于控制所述開關磁阻電機進行換相；

所述位置檢測單元，用于檢測所述轉子與所述定子之間的相對位置并輸出所述開關磁阻電機的位置狀態；

電流檢測單元，用于檢測所述相繞組上的電流大小；以及

控制單元，讀取所述位置檢測單元的位置狀態和所述電流檢測單元的電流大小，并對所述狀態信號和所述電流大小進行綜合分析，控制所述驅動橋以驅動所述開關磁阻電機運行。

進一步地，所述控制單元采用脈沖寬度調制來控制所述繞行組的電流大小。

進一步地，所述位置檢測單元包括與所述定子相對設置且固定安裝于所述定子上的位置傳感器以及與所述轉子相對設置且固定安裝于所述轉子上的遮光片，所述遮光片位于所述位置傳感器與所述轉子之間。

進一步地，在步驟四中，所述控制單元通過讀取所述位置檢測單元的位置狀態來控制所述驅動器以提供所述相繞組電流。

進一步地，在步驟三中，若所述開關磁阻電機運行穩定，所述位置檢測單元輸出穩定的位置狀態，并利用當前位置狀態預測下一次位置狀態；若所述位置檢測單元檢測的位置狀態與預測的位置狀態不符，則判斷所述開關磁阻電機運行不穩定。

進一步地，在步驟二中，所述轉子自動運行至磁阻最小的位置。

進一步地，所述開關磁阻電機為三相或者四相開關磁阻電機。

本發明還提供了一種開關磁阻電機，所述開關磁阻電機為采用上述開關磁阻電機的控制方法控制的開關磁阻電機。

本發明相對于現有技術的有益效果是：利用所述位置檢測單元檢測所述轉子與所述定子的相對位置以判斷所述開關磁阻電機是否穩定運行，若所述開關磁阻電機運行不穩定，則所述開關磁阻電機由位置開環方式切換至位置閉環方式運行，保證所述開關磁阻電機在負載變化情況下仍保持低速穩定運行。即通過自動識別負載變化，以根據所述開關磁阻電機當前負載而選擇合適的運行方式。

附圖說明

圖1是本發明實施例提供的開關磁阻電機的控制方法的流程圖；