[发明专利]一种三相开关磁阻电机初始位置估算的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，特别是开关磁阻电机无位置控制的初始位置估算方法。

背景技术

开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor，SRM)以其良好的调速性能和容错运行能力，受到了广泛的关注。为实现SRM的驱动运行和优化控制，必须获取实时的转子位置信号。转子位置检测的方法可以分为位置传感器检测和无位置传感器技术。传统的光电式、电磁式以及磁敏式等位置传感器的引入不仅削弱了SRM结构简单的优势、提高了系统的成本和复杂度，而且降低了系统的可靠性和环境适应性，从而限制了SRM的应用范围。因此，如何取代位置传感器，探索一种低成本、高可靠性和通用性强的无位置控制技术具有重要意义。

开关磁阻电机无位置控制技术的主要研究方面有初始位置检测、电机运行过程中的无位置控制和SRM无位置控制中的减振降噪研究等。其中，初始位置的准确估算是SRM无位置控制的前提和基础，实现电机静止状态时精确初始定位，以确保电机的无反转。针对电机静止状态下的初始位置检测问题，国内外学者提出多种检测方法，如电流比较、电感分区、相间互感、磁链查表、峰值电流拟合和采用驱动自举电路等。电流比较法和电感分区法是给各相绕组注入脉冲电压，通过比较电流值或者电感值得到初始位置所处的区域和初始导通相，不能精确估计电机的初始位置。相间互感不适应于电机互感效应较小的情况。而磁链查表法需要测量和存储大量的磁链数据，非常复杂，通用性和可移植性较差。峰值电流拟合法需要在固定母线电压的模式下测量不同位置的电流峰值，同时还需建子位置与峰值电流的数学模型，处理过程较为复杂。基于驱动自举电路的方法需要附加的硬件电路。因此，初始位置的精确估计是SRM无位置控制亟待解决的问题，也是开关磁阻电机调速系统的研究热点。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种三相开关磁阻电机初始位置估算的装置及方法，实现开关磁阻电机的无反转起动。

一种三相开关磁阻电机初始位置估算的装置，其特征在于，所述测量装置包括：控制器(1)、驱动电路(2)、保护电路(3)、整流电路(4)、三相不对称桥式电路(5)、开关磁阻电机(6)和电流传感器(7)；控制器(1)还包括；电流采样模块(8)、滤波电路(9)、初始转子位置估算模块(10)和脉冲电压模块(11)。

一种三相开关磁阻电机初始位置估算的方法，其特征在于，包括如下步骤：

①开关磁阻电机(6)处于静止状态时，给电机各相绕组施加脉冲电压；控制器(1)给三相不对称桥式电路(5)的开关管施加控制信号，调节控制信号以控制电机各相绕组的脉冲电压；

②检测电机各相绕组的响应电流；在脉冲电压的下降沿时刻，电流传感器(7)检测开关磁阻电机(6)的三相响应电流，即i_a、i_b和i_c，并传输给控制器；