一种考虑极弧结构的开关磁阻电机的无位置传感器控制方法与流程

文档序号:20019664发布日期:2020-02-25 11:22阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种考虑极弧结构的开关磁阻电机的无位置传感器控制方法,其特征在于,包括以下步骤:

1)估算增量电感;

2)进行电机弧级结构优化设计;

3)选取非磁饱和运行特性下的位置点;

4)选取饱和电磁特性运行下特殊位置点;

5)估算惯性运行时的转速和位置;

6)估算驱动模式下的转速和位置。

2.根据权利要求1所述的一种考虑极弧结构的开关磁阻电机的无位置传感器控制方法,其特征在于,在所述步骤1)中,非导通相注入高频脉冲电压,开通相采用电流滞环控制方法,其响应电流上升、下降斜率根据转子位置周期性变化。测量在固定控制周期、固定占空比下电流变化斜率,可计算电感信息,提取转子位置。

电感估算过程中,某一相开通时,绕组两端施加正电压,电压表达式如式(1);当某相关断时,采用负压续流模式,表达式如式(2);

经过整理可知,电感表达式为:

3.根据权利要求1所述的一种考虑极弧结构的开关磁阻电机的无位置传感器控制方法,其特征在于,在所述步骤2)中,选择不同的电机极弧系数,电感交点位置具有不同特征。当电机极弧系数较小时,无论电机运行在大电流饱和状态还是小电流非饱和状态,低电感区域中的电感交点位置几乎是一致的,对磁饱和不敏感,此交点可以作为特征点进行位置估算;当极弧系数设计较大时,低电感区及高电感区的电感交点位置就随电流变化差别较大,需要通过寻找位置变化与电流变化之间的映射关系,在设计电机时可以充分考虑这一特征,便于实现轻载及重载下的开关磁阻电机无位置传感器控制技术。

4.根据权利要求1所述的一种考虑极弧结构的开关磁阻电机的无位置传感器控制方法,其特征在于,在所述步骤3)中,电机处于惯性运转下,三相分别注入高频脉冲电压,利用斜率差法在线计算增量电感曲线并求得电感值,各相电感交点位置固定;电机处于单相驱动模式下,当驱动相负载电流较小时,电机运行在非磁饱和状态,非导通相电感依然采用注入高频电压,导通相则利用驱动斩波电流信息,利用斜率差法实时获取全周期电感信息。判断各相电感值相等时,根据上一交点位置信息及运行时间,计算出平均速度,则每一时刻的转子位置即可预测。

5.根据权利要求1所述的一种考虑极弧结构的开关磁阻电机的无位置传感器控制方法,其特征在于,在所述步骤4)中,电机饱和运行时,将0-15度之间低电感区交点作为一个位置输出点进行位置估算,高电感区交点受磁路饱和影响大,不同电流下的位置误差甚至达到15°(电角度),此高电感区交点无法利用,转速和角度估算依靠低电感区的交点位置更新一次。此时选择将高电感区交点作为位置估算更新点,并考虑磁路饱和对交点位置的影响,通过判断磁路饱和特性下电感曲线交点特征,获取负载电流与交点位置角度之间的关系,充分利用一个电周期内的六个电感交点估算转子转速及转子位置。

6.根据权利要求1所述的一种考虑极弧结构的开关磁阻电机的无位置传感器控制方法,其特征在于,在所述的步骤5)中,根据特殊位置点输出的角度信息及经历的时间进行转速估计,估算速度与给定转速进行比较,差值经过pi后得到电流环给定,将该差值与采样的实际电流进行滞环控制。一般认为位置更新点之间转速恒定,则任意时刻电机转子估计置θest可以表示为:

其中θk为电感交点角度,δθ为两个位置更新点的角度差恒定7.5°,δtk为转子转过两个更新点之间的时间,tk为第k个输出更新点时刻,t1为两个位置点之间输出任意时刻。

7.根据权利要求1所述的考虑饱和电感特性的开关磁阻电机的无位置传感器控制方法,其特征在于,在所述的步骤6)中,导通相利用驱动相电流信息在线计算电感,非导通相由注入高频电压脉冲并利用电流响应信息获取电感。

电感区相邻相电感交点位置随负载饱和电流影响小,可以认为交点固定,可以不做处理。低电感区的电感交点分别为7.5°,22.5°,37.5°。高电感区两个电感交点随负载电流变化大,建立了高斯拟合数学表达式来描述饱和电流与交叉点位置之间的关系:

f(x)=a1*e(-((x-b1)/c1)2)+a2*e(-((x-b2)/c2)2)(5)

两个位置点经过的时间很短,认为位置更新点之间转速恒定,则任意时刻电机转子估计置θest可以表示为:

其中θk为转子位置更新点,δθ为两个位置更新点的角度差恒定7.5°,δtk为转子转过两个更新点之间的时间,tk为第k个输出更新点时刻,t1为两个位置点之间输出任意时刻。

当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1