[发明专利]一种六相开关磁阻电机及无位置传感器转子位置估算方法和系统

说明书

本发明公开了一种六相开关磁阻电机及无位置传感器转子位置估算方法和系统，所述六相开关磁阻电机包括定子组件和转子组件，所述定子组件包括定子铁芯，所述定子铁芯包括定子齿和定子轭，所述定子齿上设有绕组；所述定子齿数Ns是6的倍数，六个相邻的绕组构成六相绕组，所述六相绕组设有若干组，每组所述六相绕组的一端互相连通形成公共端，另一端均连接至控制器接口。本发明改进了六相开关磁阻电机的接线方式与电机结构，通过设置公共端，减少了电机的出线数量，降低了绕线及出线的复杂度，减少了成本。

技术领域

本发明涉及磁阻电机技术领域，特别是涉及一种六相开关磁阻电机及无位置传感器转子位置估算方法和系统。

背景技术

开关磁阻电机是一种新型调速电机，其主要应用于调速系统中实现机电能量的转换，常见的开关磁阻电机主要为双凸极结构的电机，电机定子、转子的凸极主要原材料为硅钢片或铜，不需要使用永磁体，具有结构简单，价格低廉的优点，而且可以完全避免永磁体退磁对电机性能带来的负面影响，在所有领域具有广阔的应用前景。一般开关磁阻电机的转子上既无绕组也无永磁体，定子上有绕组。同时，开关磁阻电机的运行方式主要是通过转子位置的变化来决定相绕组中电流的通断。因此，能否得到可靠性高和精度高的转子位置，决定着开关磁阻电机的性能。

现有技术中，获取转子位置的方法主要包括：有位置传感器方案和无位置传感器方案，其中，有位置传感器方案是使用位置传感器检测转子位置，常见的与开关磁阻电机配合使用的位置传感器包括霍尔传感器、光电编码器和旋转变压器等，然而，位置传感器的使用增加了电机系统的装配难度和成本，而且在一些工况较为恶劣的场合，位置传感器的精度和可靠性较低，影响电机系统的正常工作；无位置传感器方案主要是应用于开关磁阻电机中的无位置传感方法，其包括：电流磁链法、电感观测器法和智能控制法，但是，这些方法存在数据量大，无法移植，可靠性低的问题，例如电流磁链法，主要是利用开关磁阻电机的凸极效应，由于不同转子位置的电流-磁链曲线不一致，需要采集大量的电流-磁链特性曲线分析才能得到相对准确的结果，方法可移植性差，增加统计工作量。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的不足，分别提供一种六相开关磁阻电机及无位置传感器转子位置估算方法和系统。通过设置公共端减少了电机的出线数量，降低了绕线及出线的复杂度，减少了成本；通过无位置传感计算方法，无需提前测量大量的磁链-电流数据，减少计算量，提高稳定性，提高位置估算准确性。

为实现上述目的，首先，本发明提供了一种六相开关磁阻电机，包括定子组件和转子组件，其特征在于，所述定子组件包括定子铁芯，所述定子铁芯包括定子齿和定子轭，所述定子齿上设有绕组；

所述定子齿数Ns是6的倍数，六个相邻的绕组构成六相绕组，所述六相绕组设有若干组，每组所述六相绕组的一端互相连通形成公共端，另一端均连接至控制器接口。

优选地，所述定子齿数Ns和转子齿数Nr的关系满足：或者

优选地，所述六相绕组缠绕方式为NNNNNN或SSSSSS或NSNSNS或 NNSSNN或NNNSSS，其中N代表绕组沿顺时针方向，S代表绕组沿逆时针反向。

优选地，当所述定子齿数Ns为12时，所述六相绕组缠绕方式为 NNNNNN或SSSSSS。

优选地，所述定子轭至少包括有宽度不等的hsy0区和hsy1区，且所述 hsy0区和所述hsy1区沿所述定子轭圆周方向间隔排列设置。

优选地，所述六相开关磁阻电机设置为外转子电机或内转子电机或直线电机或盘式电机或级联电机或异型电机。

优选地，所述定子组件或/和所述转子组件上设有辅助永磁体或/和电励磁绕组。

优选地，所述定子铁芯为凸极结构；所述转子组件包括转子铁芯，所述转子铁芯也为凸极结构。

另外，本发明还提供了一种利用上述六相开关磁阻电机实施的无位置传感器转子位置估算方法，其包括：