[发明专利]一种开关磁阻电动机绕组电流波形的控制方法

说明书

技术领域

[0001] 本发明涉及一种电流控制方法，尤其涉及一种开关磁阻电动机绕组电流波形的控制方法。

背景技术

开关磁阻电动机在起动及低速运行时常采用电流斩波控制方式。由于                                                每次发送信号之前，都要依次对系统的故障信号、电机起停信号、电机正反转信号以及电机转子位置信号等进行采集和判断，根据电机的位置信号确定导通相，然后根据当前电机转速确定控制方式，执行相应的控制程序后给开关管发送信号。当使用一般的微处理器作为主控时，执行以上程序的时间会较长，也就是说信号周期会较长。在相绕组开通初始，相绕组电感对转子位置角的变化率较小，且电机转速较低时旋转电动势也较小，在正向电源电压的作用下，相绕组电流会快速上升，在一个信号周期内会迅速超出绕组电流斩波上限值。当检测到绕组实际电流值大于斩波上限值后，将在下一周期关断开关管，使绕组电流下降。此时，若采用反压续流方式，在反向电源电压的作用下，绕组电流会迅速下降，并在一个信号周期内会迅速降至绕组电流斩波下限值以下。基于以上原因，导致电流斩波控制方式下的电流变化幅度增大，波形严重不平滑，电磁噪声较大。因此，需要一种能使电流波形平滑、斩波电流在上下限值范围内的电流波形控制方法，从而降低电磁噪声。[0003]  

发明内容

本发明的目的是针对已有电流斩波控制方式的不足，在已有控制方式的基础上提出一种简单实用的使开关磁阻电动机绕组电流波形更平滑、电磁噪声更小的控制方法。

本发明所采用的技术方案是：一种开关磁阻电动机绕组电流波形的控制方法，其特征在于：该开关磁阻电动机的步进角为，转子极距角为，每相绕组导通周期为转子凸极转过一个步进角的区间，相绕组的开通角固定在开关磁阻电动机定子凸极与转子凹槽中心对齐的位置即位置，关断角固定在从位置开始，转子按旋转方向转过一个步进角的位置；每相绕组采用两个开关进行控制，分别串联在开关磁阻电动机绕组线圈的上下两侧，每相绕组导通周期内，相绕组导通周期的电流上升区、相绕组导通周期斩波区的电流上升段、相绕组导通周期斩波区的电流下降段内的信号均采用定频调宽控制方法，但是三者信号的占空比不同；在相绕组导通周期外的电流下降区，上下两个开关管为关断状态。两个开关皆为可控制其开通与关断的全控型功率半导体器件。

相绕组导通周期的电流上升区，信号占空比大于斩波区电流下降段信号占空比，随着电机实际转速的增加，相绕组导通周期的电流上升区、斩波区的电流上升段及斩波区的电流下降段占空比的大小也相应增加，相绕组导通周期的电流上升区信号占空比的设置值要保证绕组电流在转子凸极与定子凸极开始重合前的位置达到斩波电流上限值；在相绕组导通周期斩波区的电流上升段的信号占空比大于相绕组导通周期电流上升区的信号占空比，且信号占空比的设置值要保证绕组电流总体呈现上升趋势且上升速度较慢；在相绕组导通周期斩波区的电流下降段，信号占空比的设置值要保证绕组电流总体呈现下降趋势且下降速度较慢；在相绕组导通周期外的电流下降区，相绕组两端施加反向电源电压，使相绕组电流快速下降。

在每相绕组导通周期内，与该相绕组串联的上下两个开关管轮流导通和斩波，在前导通周期，由上开关管导通而下开关管斩波，而后导通周期，由上开关管斩波下开关管导通；或者是在前导通周期，由上开关管斩波而下开关管导通，而后导通周期由上开关管导通而下开关管斩波。

本发明有益效果是：（1）可以解决当信号周期较长时，开关磁阻电动机在低速空载条件下因绕组电流超出给定斩波电流上限值较多或低于给定斩波电流下限值较多而导致不能稳速的问题；（2）可以明显改善开关磁阻电动机在电流斩波控制方式下绕组电流的波形，使电流实际平均斩波上限与下限之差减小，电流波形更加平滑，从而使电动机的电磁噪声更小。

附图说明

图1为一相绕组电感曲线、电流波形、上开关管信号、下开关管信号的对应关系示意图

图2为12/8极开关磁阻电动机A相绕组开始通电时刻的定转子相对位置示意图

图3为12/8极开关磁阻电动机顺时针旋转时A相绕组停止通电时刻的定转子相对位置示意图

图4为12/8极开关磁阻电动机逆时针旋转时A相绕组停止通电的时刻定转子相对位置示意图

图5为12/8极开关磁阻电动机功率变换电路连接示意图

图6为信号发送之前控制方式选择流程图。

具体实施方式