[发明专利]一种基于双电流传感器的开关磁阻电机系统及控制方法

权利要求书

1.一种基于双电流传感器的开关磁阻电机系统，其特征在于，包括开关磁阻电机、功率变换模块、脉冲产生模块、双电流传感器、驱动模块、位置传感器及控制器；

所述功率变换模块的输入端与驱动模块的输出端连接，其第一输出端与开关磁阻电机的输入端连接，其第二输出端双电流传感器的输入端连接；所述开关磁阻电机与位置传感器共轴连接；所述脉冲产生模块、位置传感器和双电流传感器的输出端均连接控制器的输入端；所述控制器的输出端与驱动模块的输入端连接；

所述功率变换模块提供多相方波电压驱动开关磁阻电机；所述脉冲产生模块用于产生两路相位差为180°的PWM脉冲信号；所述双电流传感器用于测量五相或六相开关磁阻电机的相电流；所述驱动模块用于为功率变换模块提供驱动信号；所述位置传感器用于检测开关磁阻电机转子的位置，并将位置信号传递至控制器；所述控制器通过接收的系统工作信息获取实际驱动控制信号，并重构相电流，同时用于计算开关磁阻电机的转子转速；

所述功率变换模块包括五相或六相不对称半桥逆变器，各相不对称半桥逆变器均包括第一开关管、第二开关管、第一续流二极管和第二续流二极管；

所述双电流传感器包括第一电流传感器和第二电流传感器；

当所述不对称半桥逆变器为五相时，所述第一电流传感器用于测量A、C和E相不对称半桥逆变器中第二开关管流过的电流之和；所述第二电流传感器用于测量B、D相不对称半桥逆变器中第二开关管流过的电流之和；

当所述不对称半桥逆变器为六相时；所述第一电流传感器用于测量A、C和E相不对称半桥逆变器中第二开关管流过的电流之和；所述第二电流传感器用于测量B、D和F相不对称半桥逆变器中第二开关管流过的电流之和；

所述重构相电流函数为：

或

其中，S_{n2_P}(n＝a,b,c,d,e，f)为各相第二开关管的开关函数，第二开关管开通时其值为1，关断时其值为0，i_sen1均为第一电流传感器所测电流,i_sen2均为第二电流传感器所测电流。

2.如权利要求1所述的开关磁阻电机系统，其特征在于，所述功率变换模块包括一个电容器；所述电容器与不对称半桥逆变器并联；

所述第一开关管的一端与第一续流二极管的阴极相连，第一开关管的另一端与第二续流二极管的阴极连接，第二开关管的一端与第一续流二极管的阳极相连，第二开关管的另一端与第二续流二极管阳极相连；所述第二续流二极管的阴极和第一续流二极管的阳极构成不对称半桥逆变器的第一输出端口；各相不对称半桥逆变器的第一输出端口与开关磁阻电机对应的定子相绕组连接；

所述第一开关管和第二开关管通过控制不对称半桥逆变器的第一输出端口的电压值，控制向开关磁阻电机传输的能量；

所述第一续流二极管和第二续流二极管用于提供不对称半桥逆变器中开关管断开时的电流通路。

3.如权利要求2所述的开关磁阻电机系统，其特征在在于，所述控制器包括：信号处理单元、逻辑运算单元、数学运算单元和AD采样单元；

所述信号处理单元的输入端与数学运算单元的输出端、位置传感器的输出端连接，其输出端与逻辑运算的一输入端相连；所述逻辑运算单元的另一输入端与脉冲产生模块的输出端相连，其输出端与驱动模块的输入端连接；所述AD采样单元的输入端与双电流传感器的输出端连接，其输出端与数学运算单元的输入端连接；

所述信号处理单元用于接收位置信号、控制信号和第三电流信号，且输出初始控制信号；所述逻辑运算单元将PWM脉冲信号与初始控制信号进行逻辑运算，获取实际驱动控制信号；所述实际驱动控制信号用于控制不对称半桥逆变器的工作模式，且对不对称半桥逆变器的相电流解耦；所述AD采样单元用于将双电流传感器输出的第一电流信号在实际驱动控制信号的控制下采样且进行数字化处理，获取第二电流信号；所述数学运算单元用于将获取的第二电流信号与实际驱动控制信号通过重构函数获取不对称半桥逆变器的各相相电流。

4.如权利要求3所述的开关磁阻电机系统，其特征在于，所述控制器接收的系统工作信息包括：开关磁阻电机的转子位置信号、双电流传感器检测的第一电流信号和PWM脉冲信号。