[实用新型]基于线电感特征点提取的三相开关磁阻电机无位置传感器控制装置

说明书

本实用新型公开了基于线电感特征点提取的三相开关磁阻电机无位置传感器控制装置，所述控制装置包括微控制器、功率变换电路驱动模块、功率变换电路、电流检测模块、电压检测模块、输入输出模块和直流稳压电源；其中，所述微控制器分别与功率变换电路驱动模块、电流检测模块、电压检测模块和输入输出模块相连，所述功率变换电路分别与开关磁阻电机、功率变换电路驱动模块、电流检测模块和电压检测模块相连。与现有技术相比，本实用新型提供的开关磁阻电机无位置传感器控制装置，可准确计算出电机转子在两相邻特征点对应区间的平均转速，并进而由该平均转速计算出电机转子在下一对应区间任意时刻的位置角度，从而实现电机的高精度调速控制。

技术领域

本实用新型涉及开关磁阻电机控制领域，特别涉及基于线电感特征点提取的三相开关磁阻电机无位置传感器控制装置。

背景技术

开关磁阻电机具有结构简单、效率高、容错能力强等诸多优点，现已在电动汽车、航空工业、矿山开采等众多领域得到了广泛应用。而实时、准确地获取电机转子的位置信息是实现开关磁阻电机高性能调速控制的基本要求，传统获取电机转子位置信息主要采用位置传感器，但位置传感器的引入不仅增加了调速系统的成本和复杂度，同时也降低了系统的可靠性和环境适应性，因此研究开关磁阻电机的无位置传感器控制具有重要意义。

三相开关磁阻电机是目前应用最广泛的开关磁阻电机，而有关其无位置传感器控制方法主要有电感模型法、智能控制法、磁链/电流法等。其中电感模型法是预先将电机的电感、电流及对应的转子位置存储于三维表格中，在电机运行时只需实时采集电流值并进行简单的运算处理，再根据该数据表即可获得相应的转子位置角度；该方法算法简单，但占用系统资源大、灵活性和实时性不高。智能控制法是通过建立以电流和磁链为输入、转子位置角度为输出的非线性映射模型，再根据该模型并通过实时采集电流和磁链值来估算出转子的位置角度；该方法位置估算精度高，但存在算法复杂、运算工作量大、实时性不高等不足。磁链/电流法则是通过对开关磁阻电机导通相施加斩波控制电流及非导通相施加高频检测脉冲，再利用导通相与非导通相电感交点的位置角度来对电机的转子位置进行估算；该算法具有占用系统资源较少、运算工作量适中等优点，但在导通相电流大于其临界饱和电流后，上述相电感交点位置会随导通相电流的增大而发生偏移，从而导致在估算电机转子位置时会产生较大的偏差，因而严重影响了电机控制精度的提高。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述问题，本实用新型提供一种原理简单的基于线电感特征点提取的三相开关磁阻电机无位置传感器控制装置。

本实用新型提出的技术方案为：

包括微控制器、功率变换电路驱动模块、功率变换电路、电流检测模块、电压检测模块、输入输出模块和直流稳压电源；其中，所述微控制器分别与功率变换电路驱动模块、电流检测模块、电压检测模块和输入输出模块相连，所述功率变换电路分别与开关磁阻电机、功率变换电路驱动模块、电流检测模块和电压检测模块相连；

所述微控制器用于通过功率变换电路驱动模块向功率变换电路发出控制信号，并通过功率变换电路分别向开关磁阻电机导通相绕组输出斩波控制电流及非导通相绕组输出高频控制脉冲，同时根据电压检测模块和电流检测模块检测的电压、电流反馈信号计算开关磁阻电机的转子位置角度；

所述功率变换电路驱动模块用于接收微控制器输出的PWM控制信号，并输出相应的控制信号控制功率变换电路中对应功率开关的开关状态；

所述电流检测模块用于实时检测功率变换电路中对应开关磁阻电机各相的电流值；

所述电压检测模块用于实时检测功率变换电路中对应开关磁阻电机各相的电压值；

所述功率变换电路用于接收功率变换电路驱动模块输出的控制信号，分别向开关磁阻电机导通相绕组输出斩波控制电流及非导通相绕组输出高频控制脉冲；

所述直流稳压电源用于给系统提供所需的正常工作的电压与电流。