[发明专利]一种基于电感区间分类的开关磁阻电机转速反馈方法

说明书

本发明属于开关磁阻电机转速检测的技术领域，涉及一种基于电感区间分类的开关磁阻电机转速反馈方法。该方法首先在数字信号处理器DSP中装载转速反馈计算程序，通过位置检测单元实时反馈转子所处的电感区间作为开关磁阻电机的通电逻辑，然后数字信号处理器DSP根据电感区间的类型计算转速并反馈给开关磁阻电机调速系统。本发明的方法较以往转速反馈计算的方法相比，通过对电感区间分类计算转速的方法替代了以往对整个电感周期求取转速平均值的方法，提高了转速反馈的精度。由于开关磁阻电机换相时的转矩下降情况发生在低电感区，使得这种方法得出的转速反馈可以反应在转矩下降区的转速情况，通过适当的控制方法可以在一定程度上降低转矩脉动。

技术领域

本发明属于开关磁阻电机转速检测的技术领域，涉及一种基于电感区间分类的开关磁阻电机转速反馈方法。

背景技术

开关磁阻电机调速系统一般是通过电流检测器和位置检测器来获取相绕组电流和转子位置信号，而转速信号是通过微控制器根据位置信号计算而来，称作数字式测速方法。现在应用较多的是光电式位置检测器，如三相开关磁阻电机只需三路位置检测器就可以通过微控制器数字处理得到转子的实时位置。转速信号就是通过位置检测器检测遮光盘的跳变沿触发微控制器的捕获模块，然后根据数字式测速算法得到的。为了降低转速信号的误差和稳定性，一般都需要对其进行滤波处理，即转子转过一定角度内的平均转速。以三相开关磁阻电机为例，通过三路位置信号检测的跳变沿可以将一个电感周期分成六个区间，而转速反馈信号则是一个电感周期内的平均转速。

开关磁阻电机调速系统因其起动转矩大，效率高，制作成本低等优点，有着很大的竞争力。但是由于其自身固有的双凸极结构和磁路易饱和的特点使得它的转矩脉动比传统点机大得多。尤其是在换相点处有明显的转矩下降区。从开关磁阻电机的控制系统来说，当转速环的输出作为电流给定时，如果转速测量的不够准确，将会对电流的控制产生影响，进而产生转矩脉动。测量转速要根据转子位置的检测方法，光电式传感器是通过检测遮光盘的跳变沿触发捕获模块计算转速，以往的处理方式是通过在一个电感周期内求平均转速作为速度反馈，这种处理方法得出的转速信号精度低，并且不能反映在转矩下降区时的转速情况，如果将其作为电流的给定信号，会产生较大的转矩脉动。除了利用光电式传感器检测位置的方法外，还有光电解码器和无位置传感器检测等。其中光电解码器可以在一个电感周期内形成多条脉冲，位置检测精确，计算出的转速更加贴近实时转速，但是成本高昂，并且需要额外的安装空间。无位置传感器不需要添加位置检测装置，但是实施算法复杂，适用于高速运行的开关磁阻电机。本发明提出一种基于简单的光电式传感器检测位置的装置，对电感区间分类计算转速，提高了转速反馈的精确度，可以在一定程度上降低转矩脉动。

发明内容

本发明为克服现有技术的缺陷，针对现有的基于位置传感器的转速计算方法不能准确提供转速反馈的问题，提供一种通过划分电感区间分区计算反馈转速的方法，能够将低电感区和电感上升区的转速情况分别反馈给开关磁阻电机调速系统，提高转速反馈精度，可以一定程度上降低转矩脉动。该方法基于传统的光电式位置传感器实现，适用于不同结构、不同相数的开关磁阻电机。

本发明的技术方案：

一种基于电感区间分类的开关磁阻电机转速反馈方法，首先在数字信号处理器DSP中装载转速反馈计算程序，通过位置检测单元实时反馈转子所处的电感区间作为开关磁阻电机的通电逻辑，然后数字信号处理器DSP根据电感区间的类型计算转速并反馈给开关磁阻电机调速系统，具体步骤如下：

第一步、位置检测器的安装及电感区间的划分

m相开关磁阻电机需要m个位置检测器，一个电感周期对应一个转子极距，即N_r为转子齿数；跳变沿包括上升沿和下降沿，通过m相位置检测器检测的跳变沿，将一个电感周期分为2m个电感区间，每个电感区间的角度见公式(1)；

式中：θ₀为电感区间的角度，m为电机相数；