[实用新型]一种开关磁阻电机控制装置

说明书

本实用新型涉及一种开关磁阻电机控制装置，包括电机控制单元、信号采集单元、功率变换单元及电能输入单元；电机控制单元包括电机控制器及驱动电路；信号采集单元包括电压检测电路、电流检测电路及位置观测器；位置观测器采用具有DSP及存储设备的状态空间观测器；电能输入单元通过功率变换单元与开关磁阻电动机连接，并通过电压检测电路与电机控制器连接；电机控制器通过驱动电路与功率变换单元连接；功率变换单元通过电流检测电路与电机控制器连接；开关磁阻电动机通过位置观测器与电机控制器连接；电流检测电路与位置观测器连接。本实用新型应用状态空间观测器估算转子位置和转子转速，降低了系统的复杂性和成本，大大提高了系统的可靠性。

技术领域

本实用新型属于电机控制技术领域，尤其涉及一种开关磁阻电机控制装置。

背景技术

开关磁阻电动机(SRM)驱动由于其低成本、坚固的结构、可靠的变换器拓扑结构、宽转速范围内的高效率以及控制简单，被认为是变速电动机驱动中令人瞩目的选择。其转子上没有永磁体或绕组，这种结构不仅降低了开关磁阻电动机的成本，而且为其提供了高速运行的能力。开关磁阻电机在汽车、国防、工农业生产和日常生活等方面获得了广泛的应用。

目前，驱动开关磁阻电动机的变换器大多使用标准半桥式变换器，每相采用两个开关和两个续流二极管，其控制的主要优点是灵活，所有相可以独立控制。但是所需要的开关数量较多，成本、损耗和可靠性都受到一定影响。一般的控制器采用位置检测器来确定转子位置信息不仅增加了系统的复杂性和成本，而且往往减小了驱动系统的可靠性，最终影响电机控制性能。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种开关磁阻电机控制装置，以解决上述技术问题。

本实用新型提供了一种开关磁阻电机控制装置，包括电机控制单元、信号采集单元、功率变换单元及电能输入单元；

电机控制单元包括电机控制器及驱动电路；

信号采集单元包括电压检测电路、电流检测电路及位置观测器；位置观测器采用具有DSP及存储设备的状态空间观测器；

电能输入单元通过所述功率变换单元与开关磁阻电动机电性连接，并通过电压检测电路与电机控制器电性连接；

电机控制器通过驱动电路与功率变换单元电性连接；

功率变换单元通过电流检测电路与电机控制器电性连接；

开关磁阻电动机通过位置观测器与电机控制器电性连接；

电流检测电路与位置观测器电性连接。

进一步地，功率变换单元采用拓扑结构为C型转储的功率变换器。

进一步地，电能输入单元包括蓄电池模块及DC-DC变换器电路，蓄电池模块与DC-DC变换器电路、功率变换器依次电性连接。

进一步地，电流检测电路与功率变换器的输出端相连，驱动电路的输出端与功率变换器的受控端相连，电压检测电路与蓄电池模块的输出端相连。

进一步地，电流检测电路包括霍尔电流传感器及变换电路，电压检测电路包括霍尔电压传感器及变换电路。

借由上述方案，通过开关磁阻电机控制装置，采用“C型转储”拓扑结构的功率变换器，该结构的逆变器具有开关较少，并且允许独立相电流控制的优点，与传统的标准半桥式变换器相比降低了功率变换器结构的复杂程度，提高了系统的可靠性，使得控制更加简单；采用无位置检测器控制，应用状态空间观测器估算转子位置和转子转速，与传统的位置检测器相比，降低了系统的复杂性和成本，大大提高了系统的可靠性。在一些特殊环境中一旦位置检测器失效，状态空间观测器可有效地延续系统的运行。该状态空间观测器可以高精度的检测转子位置并且在全速范围内均适用。