[发明专利]基于相电感非饱和区定位的开关磁阻电机无位置传感器控制方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于相电感非饱和区定位的开关磁阻电机无位置传感器控制方法及装置，所述控制方法通过确定两相邻相电感曲线下降区间的定位点，计算电机转子在该两定位点对应区间内的平均转速；最后通过该平均转速计算电机转子在下一个对应区间内任意时刻的转子位置角度；所述控制装置包括微控制器、脉冲发生模块、功率变换电路、电流检测模块、电压检测模块及定时器模块。与现有技术相比，本发明提供的基于相电感非饱和区定位的开关磁阻电机无位置传感器控制方法及装置具有算法简单、位置估算精度高等特点。

技术领域

本发明涉及开关磁阻电机控制领域，特别涉及一种基于相电感非饱和区定位的开关磁阻电机无位置传感器控制方法及装置。

背景技术

开关磁阻电机具有起动电流小、起动转矩大、效率高、结构简单坚固、容错能力强、调速范围宽等系列优点，目前已在众多领域得到了广泛应用。要实现对开关磁阻电机的高性能控制，就必须准确获取电机转子的位置信息。传统的转子位置检测方式主要采用光电式、电磁式等位置传感器，但位置传感器的引入不仅增加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。因此，开展基于相电感非饱和区定位的开关磁阻电机无位置传感器控制方法研究具有重要意义。

目前在开关磁阻电机无位置传感器控制方面已提出了多种控制方法，如电感模型法、智能控制法及磁链/电流法等。其中电感模型法原理简单，但占用系统资源大、灵活性和实时性不高；智能控制法的位置估算精度高，但算法复杂、运算工作量大；而磁链/电流法则克服了上述两种方法的不足，具有占用系统资源少、运算工作量适中等优点，但在磁路饱和时会产生较大的估算误差。而针对磁链/电流法存在的上述问题，申请人于2018年6月4日提交的专利申请CN 108712127 A公开了一种开关磁阻电机无位置传感器控制方法及装置，该方法提出的方法主要涉及在电机磁路饱和时的转子位置修正方法，该方法可有效提高电机磁路饱和时转子位置的估算精度，但同时也增加了数据处理的复杂度及运算工作量。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种基于相电感非饱和区定位的开关磁阻电机无位置传感器控制方法，该方法具有算法简单、位置估算精度高等特点。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

本发明所提供的基于相电感非饱和区定位的开关磁阻电机无位置传感器控制方法，是通过实时计算开关磁阻电机的相电感值以确定相电感曲线的下降区间，具体为：先根据两相邻相电感曲线的下降区间任取电感值相等时所对应的两定位点，再根据该两定位点对应区间的位置角度和时间计算电机转子在该两相邻相电感曲线定位点对应区间内的平均转速；最后通过电机转子在两相邻相电感曲线定位点对应区间内的平均转速，计算出电机转子在下一个对应区间内任意时刻的转子位置角度，以实现向开关磁阻电机输出相应的控制信号进行开关磁阻电机无位置传感器的精确控制。

优选地，上述控制方法包括以下步骤：

步骤S1)实时计算开关磁阻电机的相电感值，并根据所得相电感值得到其相电感函数关系式；

步骤S2)根据步骤S1所得相电感函数关系式确定相电感曲线的下降区间；

步骤S3)在两相邻相电感曲线的下降区间确定两定位点，并根据该两定位点确定其对应区间的位置角度和时间；

步骤S4)根据步骤S3中所得位置角度和时间，计算出电机转子在该两相邻相电感曲线定位点对应区间内的平均转速；

步骤S5)根据步骤S4所得电机转子在两相邻相电感曲线定位点对应区间内的平均转速，计算出电机转子在下一个对应区间内任意时刻的转子位置角度；

步骤S6)根据步骤S5所得转子的位置角度，向三相开关磁阻电机输出相应的控制信号，即可实现开关磁阻电机无位置传感器的精确控制。