[發明專利]基于電感交點位置估算誤差自補償的無傳感器控制方法

有效

• 申請號: 202110591767.6
• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113507249B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 孫慶國;蘭天澤
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: H02P21/14
• 分類號: H02P21/14;H02P21/18;H02P21/22;H02P21/24;H02P25/08;H02P25/092;H02P27/08
• 代理公司: 天津創智睿誠知識產權代理有限公司 12251
• 代理人: 王海濱

1.一種基于電感交點位置估算誤差自補償的開關磁阻電機無位置傳感器控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)設開通角至關斷角區間為導通區間，繞組導通區間采取電壓斬波控制模式，當繞組關斷，退磁電流下降到一給定數值較小的閾值后采取電流斬波控制模式，將電流控制在一較小的上下限內；

(2)采集開關磁阻電機的定子電流和端電壓，計算相電感，當電流為0時，將電感設置為零，計算公式如下：

式中，L為相電感；U為端電壓；R為各相繞組阻值；i為相電流；t為時間；

(3)對于三相N_s/N_r極開關磁阻電機，其三相電感曲線所在的一個機械周期內存在6個電感交點，磁路未飽和時，交點1～6所代表的特殊位置依次為60°/N_r，120°/N_r，180°/N_r，240°/N_r，300°/N_r，0°；

(4)根據交點所對應的三相電感大小邏輯關系依次觸發脈沖1～6作為特殊位置的檢測信號，磁路未飽和時，基于上述脈沖信號獲取準確的轉子位置和轉速信息；

(5)磁路飽和時，三相電感交點發生偏移，靠近電感底部區域的交點1、3、5角度偏差較小忽略不計；靠近電感頂部區域的交點2、4、6角度偏差較大需要進行補償，基于相鄰電感交點之間的角度間隔計算交點2、4、6的角度偏差并進行補償；所述的計算交點2、4、6的角度偏差并進行補償的步驟如下：

a分別以脈沖信號6、1的上升沿時刻為積分下限和積分上限對估算角速度積分，積分結果乘180°/π記為交點6、1之間的角度間隔l₂；分別以脈沖信號1、2的上升沿時刻為積分下限和積分上限對估算角速度積分，積分結果乘180°/π記為交點1、2之間的角度間隔m₂；

b分別以脈沖信號2、3的上升沿時刻為積分下限和積分上限對估算角速度積分，積分結果乘180°/π記為交點2、3之間的角度間隔l₄；分別以脈沖信號3、4的上升沿時刻為積分下限和積分上限對估算角速度積分，積分結果乘180°/π記為交點3、4之間的角度間隔m₄；

c分別以脈沖信號4、5的上升沿時刻為積分下限和積分上限對估算角速度積分，積分結果乘180°/π記為交點4、5之間的角度間隔l₆；分別以脈沖信號5、6的上升沿時刻為積分下限和積分上限對估算角速度積分，積分結果乘180°/π記為交點5、6之間的角度間隔m₆；

d計算交點2、4、6的角度偏差θ_erri＝(m_i-l_i)/2,i＝2,4,6；

e檢測到脈沖信號2、4、6的上升沿時刻，分別對交點2、4、6的角度偏差進行補償；

(6)基于脈沖信號1、3、5估算轉速；基于計算出的交點2、4、6的角度偏值估算轉子的位置。

2.根據權利要求1所述的開關磁阻電機無位置傳感器控制方法，其特征在于：當檢測到交點1、3、5所對應的脈沖信號后，立即停止對前一相電流的斬波控制，使電流衰退至0，減少不必要的負轉矩產生。

3.根據權利要求1所述的開關磁阻電機無位置傳感器控制方法，其特征在于：所述的步驟(6)中基于脈沖信號1、3、5估算轉速，包括以下步驟：

a分別以相鄰選定脈沖信號的上升沿時刻為積分下限和積分上限對“1”積分，計算時間間隔Δt_i；

b估算轉速，轉速估算公式如下：Δθ_i為交點1、3、5之間的角度間隔,Δθ_i＝120°/N_r，Δt_i為脈沖信號1、3、5之間的時間間隔。

4.根據權利要求1所述的開關磁阻電機無位置傳感器控制方法，其特征在于：所述的步驟(6)中，轉子位置估算公式如下：

θ_est為估算的轉子位置角；θ_err2、θ_err4、θ_err6分別為交點2、4、6的角度偏差，t₁～t₆分別為脈沖信號1～6對應的時刻；t為任意時刻。