[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

说明书

本发明公开了一种基于双电流传感器的开关磁阻电机系统及控制方法，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°的高占空比PWM信号；所述双电流传感器用于测量开关磁阻电机的相电流；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；所述控制器用于计算开关磁阻电机的转子转速和相电流，并向驱动模块提供驱动控制信号。本发明只需两个电流传感器实现五相或六相开关磁阻电机各相电流的检测，有效降低了电流检测系统的成本，同时降低了检测系统出现故障的概率。

技术领域

本发明属于电机技术领域，更具体地，涉及一种基于双电流传感器的开关磁阻电机系统及控制方法。

背景技术

我国能源发展坚持节约发展、清洁发展和安全发展的战略路线，现阶段电动汽车和混合动力汽车以电能作为动力，通常会通过风能发电、潮汐发电、光伏发电等清洁方式获取电能，因此，电动汽车和混合动力汽车是未来解决能源和环境问题的方案之一，也是未来汽车发展的趋势。目前，电动汽车或混合动力汽车使用永磁电机作为驱动电机，但是永磁电机的永磁体在高温下存在退磁问题，在应用于安全性能要求较高、运行环境较为恶劣的汽车时存在安全隐患。

开关磁阻电机具有结构简单、启动转矩大、效率高、调速范围广、容错能力强、不需要使用稀土永磁体等优点，很适合用于电动汽车或混合动力汽车。但是，开关磁阻电机也存在转矩脉动较大，振动噪声较大的缺点。目前，对于开关磁阻电机，有很多针对减小转矩脉动、优化电机结构参数、抑制电机振动和噪声、提升功率密度和提高低速性能等方面的研究。多相开关磁阻电机是提高启动转矩，减小转矩脉动的有效途径之一。但是，相数的增加意味着控制复杂度的增加和电流传感器数目的增加，将带来经济性的下降。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供了一种基于双电流传感器的开关磁阻电机系统及控制方法，旨在解决电机系统因采用双电流传感器无法测量五相或六相不对称半桥逆变器的相电流导致电流检测成本高的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于双电流传感器的开关磁阻电机系统，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°的高占空比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。

优选地，所述开关磁阻电机包括5个或6个独立的定子相绕组L_n，其中n＝a，b，c，d，e或者n＝a，b，c，d，e，f，每相定子相绕组由功率变换模块对应的不对称半桥逆变器供电。

优选地，所述控制器接收的信号包括：开关磁阻电机的转子位置信号、控制信号、双电流传感器获取的第一电流信号和PWM脉冲信号。

优选地，所述功率变换模块包括一个电容器、五相或六相不对称半桥逆变器；所述电容器与不对称半桥逆变器并联；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；