1.基于线电感特征点的SRM无位置传感器控制方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤S1)根据三相开关磁阻电机三相绕组的实时相电感值得相电感函数关系式;
步骤S2)根据步骤S1所得三相绕组的相电感函数关系式得相应三相线电感函数关系式;
步骤S3)通过步骤S2所得三相线电感函数关系式确定三相线电感的特征点,计算两相邻线电感特征点对应区间的位置角度和时间,计算电机转子在该两相邻线电感特征点对应区间内的平均转速步骤S4)根据步骤S3所得电机转子在对应区间内的平均转速 计算电机转子在下一个对应区间内任意时刻t的转子位置角度θn+1(t);
步骤S5)根据步骤S4所得转子位置角度θn+1(t)向三相开关磁阻电机输出相应的控制信号,即可实现三相开关磁阻电机无位置传感器的精确控制;
其中,所述特征点的定义为当线电感LAB(θ)=LBC(θ)=LCA(θ)时,其对应电机转子位置角度θk所组成的位置点(θk,L(θk)),LAB(θ)为开关磁阻电机A相绕组和B相绕组间的线电感函数,LBC(θ)为开关磁阻电机B相绕组和C相绕组间的线电感函数,LCA(θ)为开关磁阻电机C相绕组和A相绕组间的线电感函数。
2.根据权利要求1所述的基于线电感特征点的SRM无位置传感器控制方法,其特征在于,步骤S1的实时相电感值计算方法为:三相开关磁阻电机以单相依次循环导通模式运行,控制功率变换电路向各相绕组注入一定频率的脉冲电压,同时实时检测各相绕组的电流峰值及母线电压值,由式1计算各相绕组的电感值:式中,L为三相开关磁阻电机的相绕组电感值,Udc为母线电压,ipk为相电流峰值,Δt为功率变换电路中对应功率开关管的导通时间。
3.根据权利要求1所述的基于线电感特征点的SRM无位置传感器控制方法,其特征在于,步骤S1中确定相电感函数关系式的方法为:在三相开关磁阻电机的一个转子电气周期内,按相同间距选取不同的转子位置角度θi处,分别检测相应的相电流峰值及母线电压值,并由式1计算相应电感值Li,由此获得n组参数(θi,Li)(i=1,…n),再针对该组参数采用数值拟合方法得到相应的相电感与转子位置角度间的函数关系,即三相绕组的相电感函数关系式:LA(θ)=K1sin(θ)-K2sin(2θ)+K3 (2)
LB(θ)=K1sin(θ-2π/3)-K2sin(2θ+2π/3)+K3 (3)LC(θ)=K1sin(θ+2π/3)-K2sin(2θ-2π/3)+K3 (4)式中,K1、K2和K3为电感系数,LA(θ)为三相开关磁阻电机A相绕组的电感函数,LB(θ)为三相开关磁阻电机B相绕组的电感函数,LC(θ)为三相开关磁阻电机C相绕组的电感函数。
4.根据权利要求1所述的基于线电感特征点的SRM无位置传感器控制方法,其特征在于,步骤S2的三相线电感函数关系式通过如下公式计算:其中,K1、K2和K3为电感系数,LA(θ)为三相开关磁阻电机A相绕组的电感函数,LB(θ)为三相开关磁阻电机B相绕组的电感函数,LC(θ)为三相开关磁阻电机C相绕组的电感函数,LAB(θ)为开关磁阻电机A相绕组和B相绕组间的线电感函数,LBC(θ)为开关磁阻电机B相绕组和C相绕组间的线电感函数,LCA(θ)为开关磁阻电机C相绕组和A相绕组间的线电感函数。
5.根据权利要求1所述的基于线电感特征点的SRM无位置传感器控制方法,其特征在于,步骤S3中两相邻线电感特征点对应区间的位置角度为:式中,Δθn表示两相邻线电感特征点对应区间的位置角度,Nr表示开关磁阻电机转子极数。
6.根据权利要求1所述的基于线电感特征点的SRM无位置传感器控制方法,其特征在于,步骤S3中确定两相邻线电感特征点对应区间时间的步骤为:根据步骤S2的三相线电感函数关系式确定线电感特征点电感值,实时检测线电感实际值,当线电感实际值等于特征点电感值时开始计时,同时检测下一相邻线电感的实际值,当下一相邻线电感的实际值等于特征点电感值时,所用时间即为两相邻线电感特征点对应区间的时间;重复此步骤继续检测下一相邻线电感特征点对应区间时间。
7.根据权利要求1所述的基于线电感特征点的SRM无位置传感器控制方法,其特征在于,步骤S3通过式9计算电机转子在对应区间内的平均转速式中,Δθn表示两相邻线电感特征点对应区间的位置角度;Δtn表示电机转子转过两相邻线电感特征点对应区间的时间。
8.根据权利要求1所述的基于线电感特征点的SRM无位置传感器控制方法,其特征在于,根据步骤S3所得电机转子在对应区间内的平均转速 计算电机转子在下一个对应区间内任意时刻t的转子位置角度θn+1(t),具体公式为:式中,θn+1(t)表示电机转子在下一个对应区间任意时刻t的位置角度,θn+1(t0)表示电机转子在下一个对应区间起始时刻t0的位置角度。
9.采用权利要求1~8任一所述的控制方法的基于线电感特征点的SRM无位置传感器控制装置,其特征在于:所述控制装置包括微控制器、功率变换电路驱动模块、功率变换电路、电流检测模块、电压检测模块、输入输出模块和直流稳压电源;其中,所述微控制器分别与功率变换电路驱动模块、电流检测模块、电压检测模块和输入输出模块相连,所述功率变换电路分别与开关磁阻电机、功率变换电路驱动模块、电流检测模块和电压检测模块相连;
所述微控制器用于通过功率变换电路驱动模块向功率变换电路发出控制信号,并通过功率变换电路分别向开关磁阻电机导通相绕组输出斩波控制电流及非导通相绕组输出高频控制脉冲,同时根据电压检测模块和电流检测模块检测的电压、电流反馈信号计算开关磁阻电机的转子位置角度;
所述功率变换电路驱动模块用于接收微控制器输出的PWM控制信号,并输出相应的控制信号控制功率变换电路中对应功率开关的开关状态;
所述电流检测模块用于实时检测功率变换电路中对应开关磁阻电机各相的电流值;
所述电压检测模块用于实时检测功率变换电路中对应开关磁阻电机各相的电压值;
所述功率变换电路用于接收功率变换电路驱动模块输出的控制信号,分别向开关磁阻电机导通相绕组输出斩波控制电流及非导通相绕组输出高频控制脉冲;
所述输入输出模块用于设置三相开关磁阻电机的相关控制参数及显示转速、转子位置角度等状态参数;
所述直流稳压电源用于给系统提供所需的正常工作的电压与电流。