[發(fā)明專利]基于線電感特征點的SRM無位置傳感器控制方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910039815.3
• 申請日: 2019-01-16
• 公開（公告）號: CN109462348B
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張小平;匡斯建;劉蘋;張鑄;姜海鵬;周少武
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南科技大學(xué)
• 主分類號: H02P6/185
• 分類號: H02P6/185
• 代理公司: 上海精晟知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31253
• 代理人: 張超宇;馮子玲

本發(fā)明公開了基于線電感特征點的SRM無位置傳感器控制方法及裝置，所述控制方法通過三相開關(guān)磁阻電機(jī)三相繞組的實時相電感值得三相線電感函數(shù)關(guān)系式從而確定三相線電感的特征點，根據(jù)兩相鄰線電感特征點對應(yīng)區(qū)間內(nèi)的平均轉(zhuǎn)速計算電機(jī)轉(zhuǎn)子在下一個對應(yīng)區(qū)間內(nèi)任意時刻的轉(zhuǎn)子位置角度，輸出相應(yīng)的控制信號實現(xiàn)三相開關(guān)磁阻電機(jī)無位置傳感器的精確控制。所述控制裝置包括微控制器、功率變換電路驅(qū)動模塊、功率變換電路、電流檢測模塊、電壓檢測模塊、輸入輸出模塊和直流穩(wěn)壓電源。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的開關(guān)磁阻電機(jī)無位置傳感器控制方法及裝置有效避免了磁路飽和對轉(zhuǎn)子位置估算精度的影響，算法簡單。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及開關(guān)磁阻電機(jī)控制領(lǐng)域，特別涉及基于線電感特征點提取的三相開關(guān)磁阻電機(jī)無位置傳感器控制方法及裝置。

背景技術(shù)

開關(guān)磁阻電機(jī)具有起動電流小、起動轉(zhuǎn)矩大、效率高、結(jié)構(gòu)簡單堅固、容錯能力強(qiáng)、調(diào)速范圍寬等系列優(yōu)點，現(xiàn)已在電動汽車、航空工業(yè)、礦山開采等眾多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。要實現(xiàn)對開關(guān)磁阻電機(jī)的高性能控制，就必須實時、準(zhǔn)確地獲取電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置信息。傳統(tǒng)獲取電機(jī)轉(zhuǎn)子位置信息主要采用位置傳感器，但位置傳感器的引入不僅增加了調(diào)速系統(tǒng)的成本和復(fù)雜度，同時也降低了系統(tǒng)的可靠性和環(huán)境適應(yīng)性，因此研究開關(guān)磁阻電機(jī)的無位置傳感器控制具有重要意義。

三相開關(guān)磁阻電機(jī)是目前應(yīng)用最廣泛的開關(guān)磁阻電機(jī)，而有關(guān)其無位置傳感器控制方法主要有電感模型法、智能控制法、磁鏈/電流法等。其中電感模型法是預(yù)先將電機(jī)的電感、電流及對應(yīng)的轉(zhuǎn)子位置存儲于三維表格中，在電機(jī)運行時只需實時采集電流值并進(jìn)行簡單的運算處理，再根據(jù)該數(shù)據(jù)表即可獲得相應(yīng)的轉(zhuǎn)子位置角度；該方法算法簡單，但占用系統(tǒng)資源大、靈活性和實時性不高。智能控制法是通過建立以電流和磁鏈為輸入、轉(zhuǎn)子位置角度為輸出的非線性映射模型，再根據(jù)該模型并通過實時采集電流和磁鏈值來估算出轉(zhuǎn)子的位置角度；該方法位置估算精度高，但存在算法復(fù)雜、運算工作量大、實時性不高等不足。磁鏈/電流法則是通過對開關(guān)磁阻電機(jī)導(dǎo)通相施加斬波控制電流及非導(dǎo)通相施加高頻檢測脈沖，再利用導(dǎo)通相與非導(dǎo)通相電感交點的位置角度來對電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置進(jìn)行估算；該算法具有占用系統(tǒng)資源較少、運算工作量適中等優(yōu)點，但在導(dǎo)通相電流大于其臨界飽和電流后，上述相電感交點位置會隨導(dǎo)通相電流的增大而發(fā)生偏移，從而導(dǎo)致在估算電機(jī)轉(zhuǎn)子位置時會產(chǎn)生較大的偏差，因而嚴(yán)重影響了電機(jī)控制精度的提高。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明提供一種原理簡單、算法精度高、占用系統(tǒng)資源少的基于線電感特征點提取的三相開關(guān)磁阻電機(jī)無位置傳感器控制方法。

本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：

本發(fā)明所提供的基于線電感特征點提取的三相開關(guān)磁阻電機(jī)無位置傳感器控制方法，包括以下步驟：

步驟S1)根據(jù)三相開關(guān)磁阻電機(jī)三相繞組的實時相電感值得相電感函數(shù)關(guān)系式；

步驟S2)根據(jù)步驟S1所得三相繞組的相電感函數(shù)關(guān)系式得相應(yīng)三相線電感函數(shù)關(guān)系式；

步驟S3)通過步驟S2所得三相線電感函數(shù)關(guān)系式確定三相線電感的特征點，計算兩相鄰線電感特征點在對應(yīng)區(qū)間n內(nèi)的位置角度和時間，計算電機(jī)轉(zhuǎn)子在該兩相鄰線電感特征點對應(yīng)區(qū)間n內(nèi)的平均轉(zhuǎn)速

步驟S4)根據(jù)步驟S3所得電機(jī)轉(zhuǎn)子在區(qū)間n內(nèi)的平均轉(zhuǎn)速計算電機(jī)轉(zhuǎn)子在下一個對應(yīng)區(qū)間(n+1)內(nèi)任意時刻t的轉(zhuǎn)子位置角度θ_n+1(t)；

步驟S5)根據(jù)步驟S4所得轉(zhuǎn)子在對應(yīng)區(qū)間(n+1)內(nèi)任意時刻t的轉(zhuǎn)子位置角度θ_n+1(t)，向三相開關(guān)磁阻電機(jī)輸出相應(yīng)的控制信號，即可實現(xiàn)三相開關(guān)磁阻電機(jī)無位置傳感器的精確控制。

優(yōu)選地，上述步驟S1包括：

S11)實時計算三相開關(guān)磁阻電機(jī)三相繞組的相電感值，具體為：