[发明专利]一种无轴承开关磁阻电机无位置传感器控制方法

摘要

本发明公布了一种无轴承开关磁阻电机无位置传感器控制方法，属于无轴承开关磁阻电机的控制技术领域。本发明根据无轴承开关磁阻电机导通相主绕组电感上升区和下降区电感与位置角的一一对应关系，通过查询电感-位置表格的方法得到实时的位置角。根据空载和负载控制的特点，通过比较主绕组实时电感与换相位置的电感的大小来实现换相控制。该方法不需要额外增添任何硬件电路，算法简单可行，可以为无轴承开关磁阻电机的悬浮和转矩控制提供准确的位置信号和换相信号，控制非常灵活，提高了无轴承开关磁阻电机的整体性能。

主权项

1.一种无轴承开关磁阻电机无位置传感器控制方法，其特征在于包括如下步骤：第一步：根据无轴承开关磁阻电机主绕组电感的数学模型：得到主绕组电感L_m与转子位置角θ的关系表：无轴承开关磁阻电机空载运行时，电感上升区表：-7.5°～0°，电感下降区表：0°～7.5°；无轴承开关磁阻电机负载运行时，电感上升区表：-15°～0°，电感下降区表：0°～15°；其中N_m为主绕组匝数，μ₀是空气的磁导率，h是转轴的轴向长度，l_g0为转子未偏心时的平均气隙长度，r为转子极的半径；第二步：通过传感器检测得到导通相的主绕组电流和电压，利用磁链积分计算磁链大小：ψk(t)=∫0t(vk(t)-Rkik(t))dt+ψk(0)]]>其中ψ_k为第k相主绕组磁链，v_k为第k相主绕组端电压，R_k为第k相主绕组等效电阻，i_k第k相主绕组电流；将所述导通相主绕组的磁链除以导通相主绕组的电流即得到主绕组实时电感；第三步：(a)当所述无轴承开关磁阻电机空载运行时，若此时处于主绕组电感上升区，查询第一步所述关系表的-7.5°～0°处得到此时的转子位置角θ；若此时处于主绕组电感下降区，经过第二步得到此时的主绕组实时电感，根据所述的此时主绕组实时电感查询第一步所述关系表的0°～7.5°处得到此时的转子位置角θ；当所述无轴承开关磁阻电机空载运行时，固定在-7.5°～7.5°处开通主绕组，关断角位置为7.5°；在主绕组电感下降区，若所述的此时主绕组实时电感大于主绕组关断角位置电感L_i(7.5°)，则该相主绕组继续导通，否则，关断该相主绕组同时开通下一相主绕组，其中i表示导通的主绕组；(b)当所述无轴承开关磁阻电机负载运行时，若此时处于主绕组电感上升区，查询第一步所述关系表的-15°～0°处得到此时的转子位置角θ；若此时处于主绕组电感下降区，根据第二步得到的此时主绕组实时电感查询第一步所述关系表的0°～15°处得到此时的转子位置角θ；在主绕组电感下降区，当所述的此时主绕组实时电感大于关断角处的电感则该相主绕组继续导通，否则，关断该相主绕组同时开通下一相主绕组，其中θ_m为超前角。