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专利号: 2019107141836
申请人: 湖南贝加尔动力科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:授权未缴费
更新日期:2024-12-31
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种开关磁阻电机无位置传感器控制方法,其特征是:该控制方法基于开关磁阻电机电感的简化傅里叶级数表达式以及增量电感与电感的关系式,建立了简化的增量电感模型;测量开关磁阻电机三个特殊转子位置处不同相电流下的增量电感,从而得到增量电感模型系数随相电流变化的关系,建立开关磁阻电机的非线性增量电感模型;根据增量电感模型推导出了由相增量电感及其系数估算开关磁阻电机转子位置的解析式;在电机运行时,实施检测相电流和母线电压,采用电流斜率差值法估算出激励相增量电感,利用推导出的转子位置解析式计算出当前转子位置,根据估算出的转子位置实现开关磁阻电机的无位置传感器运行控制;

所述的开关磁阻电机的无位置传感器运行控制具体步骤如下:

步骤(1),测量电机每相增量电感在转子与定子磁极完全对齐处、转子磁极边沿与定子磁极中心对齐处和转子磁极与定子凹槽中心完全对齐处在不同相电流下的值,上述三个位置为每相增量电感的三个特殊位置;

步骤(2),根据步骤(1)中获得的数据,得到开关磁阻电机简化傅里叶级数增量电感模型中系数随电流变化的关系;根据此关系得到开关磁阻电机的非线性增量电感模型;

步骤(3),测量电机每相的电压、电流信号,利用电流斜率差值法估算出相增量电感;

步骤(4),测量电机每相的电流信号,利用步骤(2)中得到的增量电感模型系数随电流变化的关系计算得到增量电感模型系数;

步骤(5),由步骤(3)计算出的相增量电感及步骤(4)中计算出的增量电感系数,利用非线性增量电感模型计算当前的转子位置角度;

步骤(1),测量电机三个特殊转子位置处的增量电感,即:转子与定子磁极完全对齐处增量电感linc_a(i),即转子位置角度θelec=0°;时;转子磁极边沿与定子磁极中心对齐处增量电感linc_m(i),即转子位置角度θelec=90°;转子磁极与定子凹槽中心完全对齐处增量电感linc_u(i),即转子位置角度θelec=180°;

在步骤(2)中,采用的开关磁阻电机简化傅里叶级数增量电感模型为

其中,θelec为U相转子位置电角度,其与转子机械角度的关系为θelec=Nrθmec,Nr为转子极数;Linc_u、Linc_v和Linc_w分别为开关磁阻电机u、v和w相的增量电感;Linc_0、Linc_1和Linc_2分别为其基波、一次谐波和二次谐波的幅值;

该模型是基于开关磁阻电机简化的电感傅里叶级数表达式以及电感与增量电感的关系式得到的;简化的电感傅里叶级数表达式为:其中,Lu、Lv和Lw分别为开关磁阻电机u、v和w相的电感;L0、L1和L2分别为其基波、一次谐波和二次谐波的幅值;

电感与增量电感的关系式为:

利用步骤(1)中测得的linc_a(i)、linc_m(i)和linc_u(i),根据增量电感模型系数Linc_0(i)、Linc_1(i)和Linc_2(i)与linc_a(i)、linc_m(i)和linc_u(i)的关系式,得到Linc_0(i)、Linc_1(i)和Linc_2(i)随相电流变化的关系;

Linc_0(i)、Linc_1(i)和Linc_2(i)与linc_a(i)、linc_m(i)和linc_u(i)的关系式为:步骤(3)中,采用电流斜率差值法估算相增量电感的解析式为:

其中,Udc为直流电源电压; 和 分别为相绕组两端电压分别为正电源电压和负电源电压时的电流变化斜率;

由开关磁阻电机的U相非线性增量电感模型解得U相电角度解析式为:

由开关磁阻电机的V相非线性增量电感模型解得U相电角度解析式为:

由开关磁阻电机的W相非线性增量电感模型解得U相电角度解析式为:

根据以上所述方法即可实现开关磁阻电机无位置传感器位置检测。