[发明专利]一种开关磁阻电机系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种开关磁阻电机系统。

背景技术

开关磁阻电机作为一种新型调速驱动系统，开关磁阻电机以其结构简单、低成本、高效率、优良的调速性能和灵活的可控性，愈来愈得到人们的认可和应用。目前已成功应用于在电动车用驱动系统、家用电器、工业应用、伺服系统、高速驱动、航空航天等众多领域中，成为交流电机调速系统、直流电机调速系统和无刷直流电机调速系统的强有力竞争者。

近年来功率电子技术，数字信号处理技术和控制技术的快速发展，而且随着智能技术的不断成熟及高速高效低价格的数字信号处理芯片（DSP）的出现，利用高性能DSP开发各种复杂算法的间接位置检测技术，无需附加外部硬件电路，大大提高了开关磁阻电机检测的可靠性和适用性，必将更大限度地显示SRD的优越性。

90年代进一步以计算机控制的柔性制造系统、主体仓库、机器人进行装配等组合起来，由计算机控制材料、部件的供应管理、达到全厂高效率、高质量的全自动化均衡生产，设计和制造水平不断提高，专用控制芯片和集成功率器件不断被开发出来，开关磁阻电机性能和适用性不断增强。随着国民经济建设的日益发展，各行各业的机械化、自动化程度越来越高，为开关磁阻电机提供了巨大的潜在市场。

由于开关磁阻电机随着转速上升磁链和电流随之下降，电流滞后电压的相位差越来越严重，转矩则随转速的平方下降。为了适应开关磁阻电机在高速运行时具有良好的性能，目前，国内外大多采用DSP角度模糊控制，系统复杂，成本高。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种开关磁阻电机系统，以提高开关磁阻电机在高速运行时的性能。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种开关磁阻电机系统，包括有电源、连接电源的功率变换器、连接功率变化器的SR电机、连接SR电机的负载、SR电机电流检测部分以及位置检测部分、分别连接SR电机电流检测部分以及位置检测部分的控制器及相位补偿电路。

进一步地，所述位置检测部分通过位置传感器进行，所述位置传感器一般为光敏式转子位置传感器，其包括有光电脉冲发生器和转盘。

进一步地，所述转盘有与转子凸极、凹槽数相等的齿、槽均匀分布，转盘固定在转子轴上，光电脉冲发生和接收部分固定在定子上。

进一步地，所述SR电机为8/6极四相SR电动机。

进一步地，所述转盘的齿、槽数与转子的凸极、凹槽数一样为6，且均匀分布，所占角度均为30°，转盘安装在转子轴上并同步旋转，夹角为75°的两光电脉冲发生器S、P分别固定在定子极的中心线的左右两侧75°/2处。

进一步地，还包括有角度细分电路，所述角度细分电路采用数字锁相环和十二进制计数器构成，将两路位置传感器信号异或以后的30°方波信号倍频为512个小周期信号，提高角度控制的分辨率。

进一步地，还包括有相位平移电路，所述相位平移电路由十进制加/减同步计数器、边沿触发器及门电路组成。

进一步地，还包括有细分4分频电路以及移相电路，把4分频之后的方波移相90°得到位置信号，对该位置信号进行译码获得驱动信号，以驱动功率变换电路。

相较于现有技术，本发明一种开关磁阻电机系统，全部采用硬件电路，构成数字式角度控制环节，实现导通角和关断角向前平移，当电机转速达到设定的转速时就启动角度控制，提前导通角及关断角，即把开通关断波形向前平移，这种控制方法能很好地改善电机转矩及电机的振动噪音，提高开关磁阻电机在高速运行时的性能。

附图说明

图1是本发明的系统原理框图。

图2a是本发明t=0时，定、转子相对位置示意图。

图2b是本发明t=0时，光电转盘与光电脉冲发生器S、P相对示意图。

图3是本发明的细分电路图示。

图4是S、P产生的S1、S2波形时序图。

图5是S1的S_1a波形时序图。

图6是S_1a细分4分频电路图示。

图7是本发明的移相电路图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。