[发明专利]用于减少开关磁阻电动机的转矩脉动的方法

说明书

发明领域

本发明涉及用于减少开关磁阻电动机(Switched Reluctance Motor)(SRM)的转矩脉动的方法，具体涉及一种减少SRM的转矩脉动的方法，其通过使用位置检测传感器检测电动机转子的位置，并通过设计位置检测信号的最佳脉宽和调整脉宽调制信号的占空比来减少电动机的转矩脉动。

背景技术

通常，需要电动机转子的位置信号来驱动SRM(下称“电动机”)，并且通过使用至少一个位置传感器来准确识别旋转的正向/反向转向点，可在正向/反向上控制电动机。

图1是示出了根据常规技术的电动机的方框图。如该图所示，常规电动机包括：三个位置检测传感器301、302和303，用于检测电动机转子的位置；脉宽调制信号110；主控制单元100，用于控制三个相信号120、130和140以及位置检测传感器301、302和303；电动机驱动单元50，用于利用从主控制单元100输入的三个相信号，将三个相电流输入到电动机；以及电动机200，它由从电动机驱动单元50输入的三个相电流驱动。参考编号115、125和135均表示“与”门。

图2示出了从图1输出的信号的各波形图，而图3是根据常规技术的转矩脉动的波形图。

下面将参照图1、2和3，对根据常规技术的电动机的驱动进行说明。

位置检测传感器301、302和303通过检测电动机的转子位置，将位置检测信号150、160和170输入到主控制单元100。根据传感器的检测结果，通过逻辑“与”运算，对从主控制单元100输出的脉宽调制信号110以及三个相信号120、130和140分别进行计算，然后将结果输入到电动机驱动单元50。电动机驱动单元50根据从主控制单元100输入的信号，将电流输入到各相。

图2示出了根据电动机200的旋转的各信号的波形。首先，在各相的波形中，每当相应传感器处在相应检测信号的上升沿时，位置检测信号接通一段时间，例如，电动机转子旋转15度机械角(在下文中，机械角将省略)所花的时间，并且各信号在与脉宽调制信号110一起执行了逻辑“与”运算之后，被输入到电动机驱动单元。所计算的信号对电动机驱动单元的三个相电流进行控制，并且电动机驱动单元50的各相电流被输入到电动机200。

这就是说，如果第一传感器301接通，则A相信号120在第一位置检测信号150的上升沿接通。A相信号120在与脉宽调制信号110一起执行了逻辑“与”运算之后，被输入到电动机驱动单元50。电动机驱动单元50根据该信号的控制，将A相电流输入到电动机200。此时，电动机200开始旋转，并且在一段时间之后(例如，电动机转子旋转15度所花的时间)，如果第二传感器302接通，则B相信号130在第二位置检测信号160的上升沿接通。B相信号130在与脉宽调制信号110一起执行了逻辑“与”运算之后，被输入到电动机驱动单元50。电动机驱动单元50根据该信号的控制，将B相电流输入到电动机200。

稍后，如果第二传感器302断开，则A相信号120在第二位置检测信号的下降沿断开。如果第三传感器在一段时间后接通，则C相信号140在第三位置检测信号170的上升沿接通。C相信号140在与脉宽调制信号110一起执行了逻辑“与”运算之后，被输入到电动机驱动单元50。电动机驱动单元50根据该信号的控制，将C相电流输入到电动机200。

如果第三传感器303断开，则B相信号130在第三位置检测信号的下降沿断开。如果第一传感器301在一段时间后接通，则A相信号120在第一位置检测信号150的上升沿接通，并且C相信号140在第一位置检测信号的下降沿断开。

根据上述过程，各相信号与脉宽调制信号110在分别执行了逻辑“与”运算之后，被输入到电动机驱动单元50。此外，电动机驱动单元50将各相电流输入到定子线圈，并且电动机200按照上述方式旋转。

此时，各转矩相加得到的转矩和由输入到电动机的三个相电流产生，并且产生如图3所示的转矩脉动。在图3中，水平轴表示旋转角，而垂直轴表示转矩脉动的大小。

常规技术中的电动机驱动方法有一个缺点是，由于转矩脉动量大，会产生大量噪声。

发明综述

因此，本发明的目的是提供一种用于减少SRM的转矩脉动的方法，其使用一个位置检测传感器来检测转子位置；将位置检测信号的脉宽设计为最佳脉宽；以及通过调整脉宽调制信号的占空比来减少电动机的转矩脉动。