[發明專利]一種三相開關磁阻電機初始位置估算的裝置及方法

在審

• 申請號: 201710789773.6
• 申請日: 2017-08-30
• 公開（公告）號: CN107395087A
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 蔡燕;徐海南;姜文濤;王宇;王聰聰
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: H02P23/14
• 分類號: H02P23/14;H02P25/08;H02P27/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及電機控制技術領域，特別是開關磁阻電機無位置控制的初始位置估算方法。

背景技術

開關磁阻電機(Switched Reluctance Motor，SRM)以其良好的調速性能和容錯運行能力，受到了廣泛的關注。為實現SRM的驅動運行和優化控制，必須獲取實時的轉子位置信號。轉子位置檢測的方法可以分為位置傳感器檢測和無位置傳感器技術。傳統的光電式、電磁式以及磁敏式等位置傳感器的引入不僅削弱了SRM結構簡單的優勢、提高了系統的成本和復雜度，而且降低了系統的可靠性和環境適應性，從而限制了SRM的應用范圍。因此，如何取代位置傳感器，探索一種低成本、高可靠性和通用性強的無位置控制技術具有重要意義。

開關磁阻電機無位置控制技術的主要研究方面有初始位置檢測、電機運行過程中的無位置控制和SRM無位置控制中的減振降噪研究等。其中，初始位置的準確估算是SRM無位置控制的前提和基礎，實現電機靜止狀態時精確初始定位，以確保電機的無反轉。針對電機靜止狀態下的初始位置檢測問題，國內外學者提出多種檢測方法，如電流比較、電感分區、相間互感、磁鏈查表、峰值電流擬合和采用驅動自舉電路等。電流比較法和電感分區法是給各相繞組注入脈沖電壓，通過比較電流值或者電感值得到初始位置所處的區域和初始導通相，不能精確估計電機的初始位置。相間互感不適應于電機互感效應較小的情況。而磁鏈查表法需要測量和存儲大量的磁鏈數據，非常復雜，通用性和可移植性較差。峰值電流擬合法需要在固定母線電壓的模式下測量不同位置的電流峰值，同時還需建子位置與峰值電流的數學模型，處理過程較為復雜。基于驅動自舉電路的方法需要附加的硬件電路。因此，初始位置的精確估計是SRM無位置控制亟待解決的問題，也是開關磁阻電機調速系統的研究熱點。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提出了一種三相開關磁阻電機初始位置估算的裝置及方法，實現開關磁阻電機的無反轉起動。

一種三相開關磁阻電機初始位置估算的裝置，其特征在于，所述測量裝置包括：控制器(1)、驅動電路(2)、保護電路(3)、整流電路(4)、三相不對稱橋式電路(5)、開關磁阻電機(6)和電流傳感器(7)；控制器(1)還包括；電流采樣模塊(8)、濾波電路(9)、初始轉子位置估算模塊(10)和脈沖電壓模塊(11)。

一種三相開關磁阻電機初始位置估算的方法，其特征在于，包括如下步驟：

①開關磁阻電機(6)處于靜止狀態時，給電機各相繞組施加脈沖電壓；控制器(1)給三相不對稱橋式電路(5)的開關管施加控制信號，調節控制信號以控制電機各相繞組的脈沖電壓；

②檢測電機各相繞組的響應電流；在脈沖電壓的下降沿時刻，電流傳感器(7)檢測開關磁阻電機(6)的三相響應電流，即i_a、i_b和i_c，并傳輸給控制器；