[发明专利]一种基于磁阻特性坐标变换的开关磁阻电机位置预估方法

权利要求书

1.一种基于磁阻特性坐标变换的开关磁阻电机位置预估方法，其特征在于：将开关磁阻电机相磁阻与转子位置的关系曲线划分为两个区域，并针对不同区域分别采用一次函数与二次函数表示坐标变换后的磁阻特性与坐标变换后的转子位置角之间的关系，进而用于转子位置的求解，位置预估方法的实现步骤如下：

步骤一：在开关磁阻电机相磁阻与转子位置的关系曲线中，将区间[θ₀,θ₁]定义为区域Ⅰ，[θ₁,θ_a]定义为区域Ⅱ，在区域Ⅰ和区域Ⅱ中，定义四个特殊位置θ₀、θ₁、θ_hr、θ_a，其中θ₀为非对齐位置，θ_a为对齐位置，θ₁和θ_hr由公式θ₁＝θ_a-(β_s+β_r)/2和θ_hr＝θ_a-β_r/2计算得到，其中，β_s和β_r分别为电机的定子极弧和转子极弧；

步骤二：测量上述四个特殊位置处的磁链特性数据，并计算相应的磁阻特性数据R₀、R₁、R_hr、R_a；将四个位置的磁阻数据代入系数a、b、c、d、e的解析表达式，计算出a、b、c、d、e五个系数，解析表达式为

步骤三：检测导通相电压、电流值，代入磁阻解析表达式获得当前相磁阻值R，其中ψ(0)是初始磁链，u、i和r分别为开关磁阻电机的相电压、相电流和相电阻；

步骤四：根据检测所得的相电流i，利用线性插值，计算得到当前相电流下θ₁处磁阻值R₁(i)；

步骤五：若R≥R₁(i)，表明转子位置位于区域Ⅰ，此时转子位置角的平方与磁阻呈一次函数关系，利用坐标变换后磁阻特性的一次函数表达式进行转子位置预估，一次函数表达式为R＝a(i)θ²+b(i)，此时转子位置角通过公式求解；

步骤六：若R<R₁(i)，表明转子位置位于区域Ⅱ，此时转子位置角的1/2次幂与磁阻的1/4次幂呈二次函数关系，利用坐标变换后磁阻特性的二次函数表达式进行转子位置预估，二次函数表达式为此时转子位置角通过公式求解；

步骤七：如需进一步减小低电流下转子位置预估时引入的系统误差，采用多相磁阻特性代替单相磁阻特性进行预估，相选取原则为：根据各相电流的大小，选取相电流最大的相进行位置预估。

2.根据权利要求1所述的一种基于磁阻特性坐标变换的开关磁阻电机位置预估方法，其特征在于：步骤二所述的θ₀、θ₁、θ_hr和θ_a处的磁阻特性R₀、R₁、R_hr、R_a是通过公式计算得到的，其中，ψ为相磁链，N为相绕组匝数，i为相电流。