[發明專利]一種電勵磁雙凸極電機轉子位置自檢測裝置及檢測方法

在審

• 申請號: 201910484207.3
• 申請日: 2019-06-05
• 公開（公告）號: CN110176880A
• 公開（公告）日: 2019-08-27
• 發明（設計）人: 劉偉峰;王慧貞;宋潔;張逸云;曹俊鵬
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H02P6/18
• 分類號: H02P6/18;H02P6/10;H02K29/12
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

本發明公開了一種電勵磁雙凸極電機轉子位置自檢測裝置及檢測方法，位置自檢測裝置包含信號發生器和若干條檢測電路；檢測電路包含檢測繞組、采樣電阻、幅值調制器、低通濾波器和輸出端。檢測線圈繞制在每個定子齒上，并按“NNSS”或“NNNN”或“SSSS”的繞制方式每隔2個定子齒串聯成一相檢測繞組，其相序與電樞主繞組相序相同。檢測時，首先同時向三個檢測繞組中施加高頻低幅值方波信號；然后獲得各條檢測電路的包絡線信號；最后根據反向導通相繞組增量電感單調下降的規律，采樣對應的包絡線信號并與預設閾值比較以判斷是否換相。本發明在低速范圍有較高的位置檢測精度，適用于電機帶載起動。

技術領域

本發明涉及電機控制領域，尤其涉及一種電勵磁雙凸極電機轉子位置自檢測裝置及檢測方法。

背景技術

電勵磁雙凸極電機憑借其結構簡單，可靠性高，且控制靈活方便的特點，在航空起動/發電領域有著廣闊的應用前景。該電機用于驅動系統時需檢測轉子位置以實現準確換相，傳統機械式位置傳感器降低了系統可靠性，增加了成本，限制了電機的應用范圍，為提高系統可靠性，常采用無位置傳感器技術。

電勵磁雙凸極電機無位置傳感器帶載起動技術一直是無位置傳感器技術領域的難點。脈沖注入法是目前針對該電機低速運行的位置檢測的主要方法。然而該方法存在位置檢測精度低、電機出力小和轉矩脈動大的技術缺陷，因而無法可靠地實現電勵磁雙凸極電機無位置傳感器帶載可靠起動。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有無位置傳感器技術的缺陷，提供一種電勵磁雙凸極電機轉子位置自檢測裝置及檢測方法，實現電勵磁雙凸極電機無位置傳感器帶載可靠起動。

本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案：

一種電勵磁雙凸極電機轉子位置自檢測裝置，所述電勵磁雙凸極電機電樞的每相主繞組線圈繞制方式為“NSNS”，所述自檢測裝置包含信號發生器和若干條檢測電路；

所述檢測電路包含檢測繞組、采樣電阻、幅值調制器、低通濾波器和輸出端，其中，所述幅值調制器包含二極管、第一電容和第一電阻；所述低通濾波器包含第二電容和第二電阻；所述檢測繞組一端分別和采樣電阻的一端、二極管的正極相連；所述二極管的負極分別和第一電容的一端、第一電阻的一端、第二電阻的一端相連；所述采樣電阻的另一端分別和第一電容的另一端、第一電阻的另一端、第二電容的一端相連后接地；所述第二電阻的另一端分別和第二電容的另一端、輸出端相連；

所述若干條檢測電路和電勵磁雙凸極電機電樞主繞組一一對應，且檢測電路中檢測繞組的相數及相序均與其對應的電機電樞主繞組相同，檢測繞組由繞制在定子齒上的檢測線圈按“NNSS”或“NNNN”或“SSSS”的繞制方式每隔2個定子齒串聯而成；

所述信號發生器的一端接地，另一端分別和各條檢測電路中檢測繞組的另一端相連。

本發明還公開了一種該電勵磁雙凸極電機轉子位置自檢測裝置的檢測方法，包含以下步驟：

步驟1)，采用信號發生器同時向各條檢測電路的檢測繞組施加高頻低幅值方波信號；

步驟2)，對于每條檢測電路，通過采樣電阻兩端電壓獲取響應電流信號，通過幅值解調器對響應電流信號進行解調后使其經過低通濾波器濾波、獲得響應電流幅值的包絡線，該包絡線反映檢測電路中檢測繞組的電感值，且包絡線的變化趨勢與檢測電路中檢測繞組電感值的變化趨勢相反；

步驟3)，對于每個導通區間，若其內的反向導通相繞組的電感單調下降，反向導通相繞組對應的包絡線信號單調上升，則當包絡線信號大于等于預設的閾值時進行換相。

本發明采用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果：

1、通過檢測線圈獲得轉子位置；

2、本發明考慮了電機飽和影響，適用于電機帶載起動；