專(zhuān)利名稱(chēng)：開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)分步續(xù)流無(wú)位置傳感器控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)無(wú)位置傳感器控制方法，用分步續(xù)流，適用于各種相數(shù)、采用每相雙開(kāi)關(guān)功率變換器的開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單堅(jiān)固，適合工作在環(huán)境惡劣的工業(yè)場(chǎng)合，然而位置傳感器的存在大大降低了電動(dòng)機(jī)可靠性，增加了電動(dòng)機(jī)成本和系統(tǒng)復(fù)雜度。此外在某些領(lǐng)域如壓縮機(jī)中無(wú)法安裝位置傳感器，限制了開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)廣泛應(yīng)用。因此無(wú)位置控制成為開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)發(fā)展的必然趨勢(shì)。國(guó)內(nèi)外學(xué)者已提出了多種無(wú)位置控制方法。通過(guò)離線(xiàn)或在線(xiàn)方式測(cè)量給定電動(dòng)機(jī)的磁鏈特性或電感特性，以表格、擬合函數(shù)或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方式建立電動(dòng)機(jī)模型并存儲(chǔ)于控制器中，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中實(shí)時(shí)測(cè)量磁鏈或電感，結(jié)合當(dāng)前相電流， 由所建模型推導(dǎo)出轉(zhuǎn)子位置；此方法需要對(duì)給定電動(dòng)機(jī)提前建模，限制了其通用性；建模過(guò)程與運(yùn)行過(guò)程中的磁鏈(或電感)測(cè)量需對(duì)多個(gè)變量進(jìn)行采集與運(yùn)算，造成誤差累積，影響位置檢測(cè)精度；此外，模型易受電動(dòng)機(jī)老化影響，將增大檢測(cè)誤差。相電流梯度法通過(guò)檢測(cè)電感上升區(qū)相電流峰值點(diǎn)，得到該相最小相電感末端轉(zhuǎn)子位置；不適合進(jìn)行相電流斬波控制；開(kāi)通角調(diào)節(jié)范圍受限制，角度位置控制時(shí)，降低了調(diào)速范圍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服已有技術(shù)中的不足之處，提供一種開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)分步續(xù)流無(wú)位置傳感器控制方法，通過(guò)檢測(cè)到的最小相電感始端轉(zhuǎn)子位置，直接作為開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)功率變換器該相主開(kāi)關(guān)的開(kāi)通位置，從而開(kāi)通功率變換器該相主開(kāi)關(guān)的上管和下管。本發(fā)明的開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)分步續(xù)流無(wú)位置傳感器控制方法，包括電源、開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)繞組、由主開(kāi)關(guān)、二極管構(gòu)成的功率變換器，將功率變換器中一相主開(kāi)關(guān)的上管Si和下管S2關(guān)斷，開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)該相繞組進(jìn)入負(fù)電壓DC強(qiáng)迫續(xù)流狀態(tài)，其特征在于
1)設(shè)定該相繞組電流的閾值，檢測(cè)該相繞組電流i;
2)當(dāng)該相繞組電流i下降達(dá)到設(shè)定閾值時(shí)，開(kāi)通功率變換器該相主開(kāi)關(guān)的下管S2或上管SI，開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)該相繞組進(jìn)入零電壓自然續(xù)流狀態(tài)，該相繞組電流i開(kāi)始上升；
3)當(dāng)該相繞組電流i上升達(dá)到峰值時(shí)，開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子位置為該相最小相電感始端位置b，采集該相最小相電感始端位置b，直接作為開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)功率變換器該相主
開(kāi)關(guān)的開(kāi)通位置巧，開(kāi)通功率變換器該相主開(kāi)關(guān)的上管SI和下管S2。有益效果本發(fā)明無(wú)需外接額外硬件，無(wú)需存儲(chǔ)電動(dòng)機(jī)磁鏈數(shù)據(jù)，針對(duì)采用每相雙開(kāi)關(guān)功率變換器的開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，功率變換器一相主開(kāi)關(guān)上管和下管都關(guān)斷后，開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)該相進(jìn)入負(fù)電壓強(qiáng)迫續(xù)流狀態(tài)，通過(guò)檢測(cè)該相電流，當(dāng)該相電流下降達(dá)到設(shè)定閾值時(shí)開(kāi)通功率變換器該相主開(kāi)關(guān)下管或上管，開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)該相進(jìn)入零電壓自然續(xù)流狀態(tài)，該相電流開(kāi)始上升；當(dāng)該相電流上升達(dá)到峰值時(shí)，轉(zhuǎn)子位置為該相最小相電感始端位置，直接作為開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)功率變換器該相主開(kāi)關(guān)的開(kāi)通位置，無(wú)需轉(zhuǎn)子位置傳感器，開(kāi)通功率變換器該相主開(kāi)關(guān)上管和下管。無(wú)控制方式限制，相電流斬波控制、角度位置控制、PWM控制等均可以實(shí)施。實(shí)時(shí)性強(qiáng)，動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能和穩(wěn)定性良好，具有較強(qiáng)實(shí)用性與通用性，具有廣泛的應(yīng)用前景。對(duì)于推廣開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域，提高開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)運(yùn)行可靠性，十分有意義。


圖I是本發(fā)明的開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)一相進(jìn)入負(fù)電壓強(qiáng)迫續(xù)流狀態(tài)，該相電流續(xù)流路徑不意 圖2是本發(fā)明的開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)開(kāi)通一相主開(kāi)關(guān)下管S2，該相進(jìn)入零電壓自然續(xù)流狀態(tài)，該相電流續(xù)流路徑不意 圖3是本發(fā)明的相電感Z與相電流i特征示意 圖4是本發(fā)明的開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)開(kāi)通一相主開(kāi)關(guān)上管SI，該相進(jìn)入零電壓自然續(xù)·流狀態(tài)，該相電流續(xù)流路徑示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步的描述
實(shí)施例一、以采用每相雙開(kāi)關(guān)功率變換器的開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)為例，
采用電源、開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)繞組、由主開(kāi)關(guān)、二極管構(gòu)成的功率變換器，將功率變換器一相主開(kāi)關(guān)的上管SI和下管S2都關(guān)斷，開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)該相進(jìn)入負(fù)電壓DC強(qiáng)迫續(xù)流狀態(tài)，設(shè)定該相繞組電流的閾值，檢測(cè)該相電流i，該相電流i續(xù)流路徑如圖I所示；
當(dāng)該相繞組電流i下降達(dá)到設(shè)定閾值時(shí)開(kāi)通功率變換器該相主開(kāi)的關(guān)下管S2，開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)該相進(jìn)入零電壓自然續(xù)流狀態(tài)，該相電流i開(kāi)始上升，該相電流i續(xù)流路徑如圖2所示；
當(dāng)該相繞組電流i上升達(dá)到峰值時(shí)，開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子位置為該相最小相電感始端位置b，采集該相最小相電感始端位置b，直接作為開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)功率變換器該相主開(kāi)關(guān)
的開(kāi)通位置無(wú)需轉(zhuǎn)子位置傳感器，開(kāi)通功率變換器該相主開(kāi)關(guān)的上管SI和下管S2，相
電感Z與相電流i特征如圖3所示。該相最小相電感末端轉(zhuǎn)子位置c如圖3所示。實(shí)施例二、以采用每相雙開(kāi)關(guān)功率變換器的開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)為例，
采用電源、開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)繞組、由主開(kāi)關(guān)、二極管構(gòu)成的功率變換器，將功率變換器一相主開(kāi)關(guān)上管SI和下管S2都關(guān)斷，開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)該相進(jìn)入負(fù)電壓DC強(qiáng)迫續(xù)流狀態(tài)，設(shè)定該相繞組電流的閾值，檢測(cè)該相電流i，該相電流i續(xù)流路徑如圖I所示；
當(dāng)該相繞組電流i下降達(dá)到設(shè)定閾值時(shí)開(kāi)通功率變換器該相主開(kāi)關(guān)的上管SI，開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)該相進(jìn)入零電壓自然續(xù)流狀態(tài)，該相電流i開(kāi)始上升，該相電流i續(xù)流路徑如圖4所示；
當(dāng)該相繞組電流i上升達(dá)到峰值時(shí)，開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子位置為該相最小相電感始端位置b，采集該相最小相電感始端位置b，直接作為開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)功率變換器該相主開(kāi)關(guān)
的開(kāi)通位置名，無(wú)需轉(zhuǎn)子位置傳感器，開(kāi)通功率變換器該相主開(kāi)關(guān)的上管SI和下管S2，相
電感Z與相電流i特征如圖3所示。該相最小相電感末端轉(zhuǎn)子位置c如圖3所示。
權(quán)利要求
1.開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)分步續(xù)流無(wú)位置傳感器控制方法，包括電源、開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)繞組、由主開(kāi)關(guān)、二極管構(gòu)成的功率變換器，將功率變換器中一相主開(kāi)關(guān)的上管SI和下管S2關(guān)斷，開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)該相繞組進(jìn)入負(fù)電壓DC強(qiáng)迫續(xù)流狀態(tài)，其特征在于 1)設(shè)定該相繞組電流的閾值，檢測(cè)該相繞組電流i; 2)當(dāng)該相繞組電流i下降達(dá)到設(shè)定閾值時(shí)，開(kāi)通功率變換器該相主開(kāi)關(guān)的下管S2或上管SI，開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)該相繞組進(jìn)入零電壓自然續(xù)流狀態(tài)，該相繞組電流i開(kāi)始上升； 3)當(dāng)該相繞組電流i上升達(dá)到峰值時(shí)，開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子位置為該相最小相電感始端位置b，采集該相最小相電感始端位置b，為開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)功率變換器該相主開(kāi)關(guān)的開(kāi)通位置巧，開(kāi)通功率變換器該相主開(kāi)關(guān)的上管SI和下管S2。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)的一種開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)分步續(xù)流無(wú)位置傳感器控制方法，采用每相雙開(kāi)關(guān)功率變換器的開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，功率變換器一相主開(kāi)關(guān)上管和下管都關(guān)斷后，開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)該相進(jìn)入負(fù)電壓強(qiáng)迫續(xù)流狀態(tài)，檢測(cè)該相電流，當(dāng)該相電流下降達(dá)到設(shè)定閾值時(shí)開(kāi)通該相主開(kāi)關(guān)下管或上管，開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)該相進(jìn)入零電壓自然續(xù)流狀態(tài)，該相電流開(kāi)始上升；當(dāng)該相電流上升達(dá)到峰值時(shí)，轉(zhuǎn)子位置為該相最小相電感始端位置，直接作為開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)該相主開(kāi)關(guān)的開(kāi)通位置，開(kāi)通該相主開(kāi)關(guān)上管和下管。該方法無(wú)需外接額外硬件，無(wú)需轉(zhuǎn)子位置傳感器，無(wú)需存儲(chǔ)電動(dòng)機(jī)磁鏈數(shù)據(jù)，無(wú)控制方式限制，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能和穩(wěn)定性良好，具有較強(qiáng)實(shí)用性與通用性。
文檔編號(hào)H02P6/18GK102904509SQ20121040388
公開(kāi)日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月22日
發(fā)明者陳昊, 曾輝 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)