[發明專利]基于自感特性兩相同步勵磁開關磁阻電機控制方法及系統

在審

• 申請號: 201710937765.1
• 申請日: 2017-09-30
• 公開（公告）號: CN107528521A
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發明（設計）人: 朱曰瑩;曹旭
• 申請（專利權）人: 天津科技大學
• 主分類號: H02P25/092
• 分類號: H02P25/092;H02P6/185
• 代理公司: 北京高沃律師事務所11569
• 代理人: 王戈

技術領域

本發明涉及電機控制領域，特別是涉及一種基于自感特性兩相同步勵磁開關磁阻電機控制方法及系統。

背景技術

開關磁阻電機在啟動和換相的過程中，均需要位置檢測模塊來實時提供各個轉子的位置角度，根據各個轉子的位置角度來判斷定、轉子的相對位置，從而確保電機能夠正常的運行。雖然位置檢測模塊是開關磁阻電機控制系統中的一個非常重要的組成部分，但是由于位置檢測模塊的存在，在一定程度上降低了開關磁阻電機運行的可靠程度，從而很大程度上限制了該種電機應用的場合和范圍。另外現有技術設置位置檢測模塊不但會增加電機驅動系統的復雜性，還增加了電機的成本。

采用無位置控制既能夠降低電機驅動系統的復雜性，還能降低電機的成本，但目前行業內的技術人員直接將無位置控制應用在傳統勵磁模式的開關磁阻電機中，并沒有將無位置控制策略應用在兩相同步勵磁開關磁阻電機中。因此，如何將無位置控制策略應用在兩相同步勵磁開關磁阻電機中成為本領域亟需解決的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于自感特性兩相同步勵磁開關磁阻電機控制方法及系統，實現將無位置控制應用兩相同步勵磁開關磁阻電機中確定轉子位置，降低電機驅動系統的復雜性和成本。

為實現上述目的，本發明提供一種基于自感特性兩相同步勵磁開關磁阻電機控制方法，所述方法包括：

獲取任意兩相繞組在不同時刻的電壓和電流；

根據各相繞組在不同時刻的電壓和電流確定自感-時間曲線的相交點；

根據自感-時間曲線的相鄰兩個相交點確定相鄰兩個相交點之間的時間差；

獲取相鄰兩個相交點之間的角度；

根據所述相鄰兩個相交點之間的角度和所述相鄰兩個相交點之間的時間差確定電機轉速；

根據所述電機轉速確定電機轉子位置。

可選的，所述根據所述電機轉速確定電機轉子位置，具體公式為：

θ_j＝mod{[θ₀+mod(n_es·Δt,360)],360}；

其中，θ_j為當前時刻轉子位置，θ₀為第一個交點對應的角度位置，j為1、2、3…，mod為求余函數，n_es為電機轉速，Δt為當前時刻與第一交點對應的時刻之間的時間差。

可選的，所述根據所述相鄰兩個相交點之間的角度和所述相鄰兩個相交點之間的時間差確定電機轉速，具體公式為：

其中，n_es為電機轉速，θ′為相鄰兩個相交點之間的角度，ΔT_es為相鄰兩個相交點之間的時間差。

可選的，所述根據各相繞組在不同時刻的電壓和電流確定自感-時間曲線的相交點，包括：

根據所述電壓和所述電流確定各相繞組在不同時刻的磁鏈；

根據所述各相繞組在不同時刻的磁鏈確定各相繞組在不同時刻的自感值；

根據各相繞組在不同時刻的自感值確定各相繞組的自感-時間曲線；

根據兩相繞組的自感-時間曲線確定自感-時間曲線的相交點。

可選的，所述根據所述電壓和所述電流確定各相繞組在不同時刻的磁鏈，具體公式為：

其中，T_s為采樣周期，m為在勵磁周期內采樣點的數目，u_kn(t)為第k相繞組第n個采樣點的電壓，i_kn(t)為第k相繞組第n個采樣點的電流，R_k為第k相繞組的電阻，Ψ_k(0)為初始磁鏈。

可選的，所述根據所述各相繞組在不同時刻的磁鏈確定各相繞組在不同時刻的自感值，具體公式為：

其中，L_k(t)為不同時刻的自感值。

本發明還提供一種基于自感特性兩相同步勵磁開關磁阻電機控制系統，所述系統包括：

第一獲取模塊，用于獲取任意兩相繞組在不同時刻的電壓和電流；

相交點確定模塊，用于根據各相繞組在不同時刻的電壓和電流確定自感-時間曲線的相交點；

時間差確定模塊，用于根據自感-時間曲線的相鄰兩個相交點確定相鄰兩個相交點之間的時間差；

第二獲取模塊，用于獲取相鄰兩個相交點之間的角度；

電機轉速確定模塊，用于根據所述相鄰兩個相交點之間的角度和所述相鄰兩個相交點之間的時間差確定電機轉速；