开关磁阻电机直接瞬时转矩控制中位置识别的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种开关磁阻电机直接瞬时转矩控制方法，尤其涉及一种开关磁阻电 机直接瞬时转矩控制中位置识别的方法。
【背景技术】
[0002] 开关磁阻电机传统的控制方式主要以控制电流参数为主，包括电流斩波方式 (CCC)、位置角控制方式（APC)和电压斩波控制方式（VC)。其中，电流斩波方式通过固定开 通角和关断角达到限制电流幅值的目的，常用于低速控制区域，但由于电机在两相重叠区 域电流变化率小，因此容易在电机开通和关断续流期间产生转矩脉动；位置角控制方式通 过调节开通角和关断角的时机来获取足够输出转矩，该方法虽然考虑通过调节转矩控制电 机转速，但往往适用于电机高速运行，无法保证低速运行时转矩在换相区域平稳过渡，因此 存在着局限性；电压斩波控制方式是一种通过改变绕组PWM占空比来实现控制电流大小的 方式，但是没有对每相瞬时转矩进行跟踪控制，所以很难抑制转矩脉动，并且对器件的要求 较高。由此可见，传统的控制思想大多是改变电流幅值或者PWM占空比来进行系统调速，但 这样的控制方式并没有针对开关磁阻电机电磁特性本质，忽视了转矩脉动问题，所以也就 不能保证输出转矩恒定。
[0003] 因此，在现代控制理论研宄中，学者们逐渐把目光投入到了转矩分析上，随着仿真 技术的不断进步，学术上产生了诸如神经网络法、模糊控制法、自适应法等的现代智能控制 理论。不过以上现代智能控制策略大都利用Mtalab、Simulink等软件分析仿真为主，从相 关波形数据和论证结果上来看，确实可以获得开关磁阻电机良好的恒转矩特性。但是开关 磁阻电机是基于功率变换器的整体系统，因此还需要理论与实践结合，配合工程实践进行 深入研宄探索，才能发挥开关磁阻电机最大特点。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是为解决目前开关磁阻电机控制方式容易产生转矩脉动，不能保证 输出转矩恒定的技术问题。
[0005] 为了解决上述技术问题，本发明提供一种开关磁阻电机直接瞬时转矩控制中位置 识别的方法，所述开关磁阻电机为三相，分别为A相、B相和C相，所述方法包括：
[0006] 采用旋转变压器测量所述开关磁阻电机的转子位置，所述旋转变压器测得的开关 磁阻电机转子角位置模拟量信号经数字转换器变换成正交编码脉冲（QEP)信号，将所述 QEP信号送入数字信号处理器（DSP)，由所述DSP对QEP脉冲进行捕获并计数，随着所述开 关磁阻电机转子位置的变化，计数的QEP脉冲数量P在开关磁阻电机的一个电感周期内从 0增加到M ;
[0007] 根据所述旋转变压器的单位零位信号（Z信号）周期内的所述QEP脉冲的数量P 确定所述开关磁阻电机的电极位置及通电相；
[0008] 将所述开关磁阻电机的一个电感周期平均分为相邻且连续的若干通电区域，通电 区域的数量N为3的倍数，其中第一通电区域的起始端为所述旋转变压器的零位位置，所述 M个QEP脉冲在各通电区域平均分布。
[0009] 进一步地，所述开关磁阻电机为12/8极。
[0010] 进一步地，所述旋转变压器为8对极。
[0011] 进一步地，所述M = 2048。
[0012] 进一步地，所述N = 6。
[0013] 进一步地，如果所述旋转变压器的Z信号位置安装在C相电感最小的位置，则Z信 号位置为所述P = 0的位置，所述C相的通电区域为0 < P < 683，B相的通电区域为683 < P < 1366, A相的通电区域为1366彡P < 2048。
[0014] 进一步地，在所述DSP中，用Qepa、Qepb和Qepc分别表示所述开关磁阻电机在一 个电感周期里A、B和C相的定子和转子相对位置的QEP脉冲计数的数量，当DSP捕获到所 述Z信号时，则Q印a、Q印b和Q印c均在DSP捕获QEP脉冲的中断里自加；当Q印a = 0时， A相处于不对齐位置临界点而开始进入电感上升区并导通；当Qepa = 1024时，A相处于对 齐位置临界点而开始进入电感下降区并关断；当Qepb = 0时，B相处于不对齐位置临界点 而开始进入电感上升区并导通；当Q印b = 1024时，B相处于对齐位置临界点而开始进入电 感下降区并关断；当Q印c = 0时，C相处于不对齐位置临界点而开始进入电感上升区并导 通；当Q印c = 1024时，C相处于对齐位置临界点而开始进入电感下降区并关断。
[0015] 本发明采用直接瞬时转矩控制策略，通过数字标识位置方法精确了转矩分配函 数，进行"电流一位置一转矩"的转矩分配函数三维曲线簇搭建，利用2048个计数QEP脉 冲去标识开关磁阻电机一个通电周期45°，使得位置查询更为精确；利用数字标识即可确 定通电相，应用中更为方便；有效改善开关磁阻电机的转矩脉动问题，提高电机的效率，减 小振动和噪声。
【附图说明】
[0016] 图1为开关磁阻电机三相电感通电区域图。
[0017] 图2为本发明的电气原理框图。
[0018] 图3为三相12/8极开关磁阻电机三相瞬时转矩示意图。
[0019] 图4为"电流-位置-转矩"的转矩分配函数。
【具体实施方式】
[0020] 现在结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意 图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成，且其不应理 解为对本发明的限制。
[0021] 图2为本发明的电气原理框图，旋转变压器测量开关磁阻电机转子的角位置，经 位置解调电路后送入DSP (数字信号处理器），DSP根据测得的角位置控制功率变换器的导 通和关断，进而达到控制开关磁阻电机转矩的目的。
[0022] 图3是根据下表1"5A电流下的转矩分配表"绘制的三相12/8极开关磁阻电机三 相瞬时转矩示意图。
[0023] 表 1
[0024]
[0025] 表中，0为