1.一種開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)磁鏈特性檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法,其特征在于該檢測(cè)裝置包括激勵(lì)回饋模塊、信號(hào)檢測(cè)模塊、信號(hào)處理模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、上位機(jī)、夾緊裝置以及檢測(cè)方法,其中激勵(lì)回饋模塊與信號(hào)檢測(cè)模塊相連,信號(hào)檢測(cè)模塊分別與信號(hào)處理模塊和被測(cè)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)相連,信號(hào)處理模塊與數(shù)據(jù)采集模塊相連,數(shù)據(jù)采集模塊與上位機(jī)相連,其中數(shù)據(jù)采集模塊位于上位機(jī)主板卡槽中,夾緊裝置用于固定和調(diào)節(jié)所述開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)位置;
所述激勵(lì)回饋模塊包括直流電源(1)、開(kāi)關(guān)S1(2)、開(kāi)關(guān)S2(3)、電容(4)、二極管(5),所述開(kāi)關(guān)S1(2)a端連接直流電源(1)正極,b端與開(kāi)關(guān)S2(3)c端連接,電容(4)高壓側(cè)與開(kāi)關(guān)S1(2)b端、開(kāi)關(guān)S2(3)c端連接,低壓側(cè)與直流電源(1)負(fù)極連接,組成充電回路,二極管(5)負(fù)極與開(kāi)關(guān)S2(3)d端連接,正極與直流電源(1)負(fù)極連接,二極管(5)與SRM(9)組成放電回路;
所述信號(hào)檢測(cè)模塊包括電壓傳感器(6),電流傳感器(7)和溫度傳感器(8);所述電壓傳感器(6)與電容(4)和二極管(5)并聯(lián)連接,電流傳感器(7)與SRM(9)串聯(lián)連接;溫度傳感器(8)置于SRM內(nèi)部;
所述信號(hào)處理模塊(10),與電壓傳感器(6)、電流傳感器(7)和溫度傳感器(8)相連,信號(hào)處理模塊對(duì)傳感器輸出的信號(hào)進(jìn)行濾波和電平轉(zhuǎn)換;
所述數(shù)據(jù)采集模塊為模擬量數(shù)據(jù)采集卡(11),數(shù)據(jù)采集模塊實(shí)時(shí)采集信號(hào)處理模塊輸出的模擬信號(hào);
所述上位機(jī)(12)包括數(shù)據(jù)保存單元、數(shù)據(jù)回放單元、數(shù)據(jù)處理單元;上位機(jī)實(shí)時(shí)處理、顯示、保存數(shù)據(jù)采集模塊的輸出信號(hào);
所述夾緊裝置(13)與SRM(9)同軸同心相連,用于固定和調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)磁鏈特性檢測(cè)方法,其特征在于所述檢測(cè)方法包括以下步驟:
A.選定所述開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)一相,利用直流電源給該相繞組通瞬時(shí)小電流,使電機(jī)位于對(duì)齊位置,然后利用夾緊裝置將電機(jī)固定在此位置,作為測(cè)試起點(diǎn);
B.常溫T1時(shí),進(jìn)行測(cè)量;
C.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2,閉合開(kāi)關(guān)S1,直流電源向電容充指定伏值的電壓,確保放電時(shí)產(chǎn)生的電流能夠覆蓋電機(jī)運(yùn)行時(shí)的整個(gè)電流區(qū)域;
D.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1,閉合開(kāi)關(guān)S2,電容通過(guò)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)定子相繞組放電,電流傳感器和電壓傳感器檢測(cè)電容放電瞬時(shí)的繞組相電流、相電壓,傳感器檢測(cè)到的信號(hào)經(jīng)信號(hào)處理模塊處理后,由模擬量采集板卡通過(guò)采集頻率足夠高的A/D接口采集,采集后轉(zhuǎn)換得到數(shù)字量存儲(chǔ)在FIFO緩存區(qū);
E.模擬量采集板卡驅(qū)動(dòng)程序?qū)IFO緩存區(qū)的數(shù)據(jù)傳輸至上位機(jī)的用戶緩存區(qū)并將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成電壓值,以表格和圖形的形式實(shí)時(shí)顯示電流,電壓,然后由公式④計(jì)算得到磁鏈數(shù)據(jù),并將數(shù)據(jù)以表格、文本、圖表等形式保存下來(lái);
F.利用夾緊裝置將電機(jī)向同一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度,例如1°,再將電機(jī)夾緊,固定在此位置,重復(fù)步驟B、C、D、E分別進(jìn)行測(cè)量,進(jìn)而得到開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)半個(gè)周期磁鏈數(shù)據(jù)ψ(T1,θx,i),其中θ0≤θx≤θα,θα為對(duì)齊位置,θ0為非對(duì)齊位置;
G.使繞組溫度增加一個(gè)溫度步長(zhǎng),例如5℃,在電機(jī)轉(zhuǎn)子對(duì)齊位置和非對(duì)齊位置,分別重復(fù)步驟C、D、E,獲取電機(jī)不同溫度Tb下磁鏈數(shù)據(jù)ψ(Tb,θα,i)和ψ(Tb,θ0,i);
H.至此得到常溫T1下SRM的半個(gè)周期的磁鏈數(shù)據(jù)ψ(T1,θx,i),以及電機(jī)對(duì)齊位置和非對(duì)齊位置不同溫度Tb下的磁鏈數(shù)據(jù)ψ(Tb,θα,i),ψ(Tb,θ0,i);利用電機(jī)對(duì)齊位置處ψ(Tb,θα,i)與ψ(T1,θα,i)的關(guān)系,以及非對(duì)齊位置處ψ(Tb,θ0,i)與ψ(T1,θ0,i)的關(guān)系,通過(guò)數(shù)學(xué)擬合算法,擬合出SRM半個(gè)周期θx在允許工作溫度Ty下的磁鏈數(shù)據(jù)ψ(Ty,θx,i)與T1溫度下ψ(T1,θx,i)的關(guān)系:
ψ(Ty,θx,i)=f(Ty,θx)·ψ(T1,θx,i) ①
其中f(Ty,θx)為ψ(Ty,θx,i)和ψ(T1,θx,i)之間的關(guān)系式。
3.根據(jù)權(quán)利要求3所述開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)磁鏈關(guān)系式,其特征在于電機(jī)運(yùn)行時(shí),溫度傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)所述開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)繞組溫度Ty。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)磁鏈特性檢測(cè)方法,其特征在于步驟E所述磁鏈計(jì)算方法如下:
根據(jù)所述開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)電壓平衡方程:
(其中R、U、i、ψ、T分別為繞組阻值,相電壓、相電流、磁鏈、繞組溫度)
得出磁鏈公式
(ψ(0)為磁鏈初值)
將公式②離散化得,
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述磁鏈計(jì)算方法,其特征在于不同溫度下繞組阻值R(T)可以直接測(cè)得或者由以下方法計(jì)算得到:
在溫度變化不大的范圍內(nèi),金屬的電阻率隨溫度線性變化,即
ρt=ρ0(1+αT) ⑤
(其中ρt為T℃下銅的電阻率,ρ0為0℃下銅的電阻率,α=0.004/℃為電阻率溫度系數(shù))
電阻公式
(1為電阻體的長(zhǎng)度,s為電阻體的截面積)
由公式④和⑤得R-T的函數(shù)關(guān)系,
忽略溫度對(duì)繞阻長(zhǎng)度和橫截面積的影響,即為常數(shù)。