專利名稱：一種開關(guān)磁阻電動機控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種開關(guān)磁阻電動機控制方法，尤其適用于各種相數(shù)、結(jié)構(gòu)的開關(guān)磁阻電動機。
背景技術(shù)：
調(diào)速電動機系統(tǒng)正朝著高可靠性、高精度、響應(yīng)快、智能化、數(shù)字化的方向發(fā)展，研發(fā)新型的高可靠性、數(shù)字化、智能化調(diào)速電動機系統(tǒng)，已成為電氣傳動領(lǐng)域前沿性創(chuàng)新研究工作的最新發(fā)展趨勢和重要方向。傳統(tǒng)的直流電動機結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、轉(zhuǎn)子慣量大、維護要求高，且單位容量體積大，難以滿足負載空間位置的限制。與同體積的直流電機相比，交流電動機啟動轉(zhuǎn)矩小，若計及負載的慣量，交流電動機系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)比直流電動機系統(tǒng)的慢；永磁式無換向器電動機與電勵磁式無換向器電動機結(jié)構(gòu)上和制造工藝上均比開關(guān)磁阻電動機復(fù)雜。采用轉(zhuǎn)子位置閉環(huán)控制的開關(guān)磁阻電動機系統(tǒng)，目前通常是在電機的非軸伸出端設(shè)置轉(zhuǎn)子位置傳感器，向控制器提供轉(zhuǎn)子位置信息。傳統(tǒng)的位置傳感器主要有光電式、電磁式、磁敏式等。由于轉(zhuǎn)子位置傳感器的存在使開關(guān)磁阻電動機結(jié)構(gòu)復(fù)雜、系統(tǒng)可靠性降低。用電測量法可間接檢測轉(zhuǎn)子位置，但開關(guān)磁阻電動機轉(zhuǎn)子是反應(yīng)式結(jié)構(gòu)，用供電波形信息處理辨識轉(zhuǎn)子位置較復(fù)雜。雖然通過測量開關(guān)磁阻電動機的電壓、電流、反電動勢、轉(zhuǎn)速，檢測或估測電機的磁鏈、瞬態(tài)電感等，可間接獲取轉(zhuǎn)子位置信息，但其魯棒性難以滿足要求。另外，建立和使用各種狀態(tài)觀測器，也可間接獲取轉(zhuǎn)子位置信息，其難點在于需要建立起精確的非線性系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型；即使能夠通過各種建模方法建立起較精確的非線性系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，其計算的復(fù)雜性也是當前控制器難以承受的，而且，控制器所耗的在線計算時間也難以適應(yīng)系統(tǒng)實時性要求。
三、技術(shù)內(nèi)容1.發(fā)明目的鑒于已有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單，系統(tǒng)可靠性高，無需檢測轉(zhuǎn)子位置的開關(guān)磁阻電動機控制方法。
2.技術(shù)方案本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是設(shè)定定子繞組通電周期或頻率，對開關(guān)磁阻電動機定子繞組通電，并設(shè)定各相之間通電的相位差實現(xiàn)開關(guān)磁阻電動機系統(tǒng)的啟動、正/反轉(zhuǎn)和調(diào)速運行。對m相開關(guān)磁阻電動機的定子繞組通電(m為開關(guān)磁阻電動機的相數(shù))，通電的具體方式為a.給定定子繞組每相通電周期或頻率，使A相、B相、C相、……、m相，依次相差為齒距角/m，順序相位通電，其轉(zhuǎn)子按A→B→C→……→m→A順時針方向旋轉(zhuǎn)；b.給定定子繞組每相通電周期或頻率，并使m相、……、C相、B相、A相，依次相差為齒距角/m，順序相位通電，其轉(zhuǎn)子按A→m→……→C→B→A逆時針方向旋轉(zhuǎn)；開關(guān)磁阻電動機定子繞組通電周期或頻率的大小，可以通過調(diào)節(jié)電源對同一相定子繞組前后兩次通電供電接通時刻的時間間隔或斷電時刻的時間間隔而任意改變，還可以通過調(diào)節(jié)電源在給定時間內(nèi)對定子繞組的通電次數(shù)而任意改變，或者通過調(diào)節(jié)對開關(guān)磁阻電動機定子繞組供電的功率變換器主開關(guān)的開通時刻或關(guān)斷時刻或開關(guān)頻率或開關(guān)周期而任意改變。
3.技術(shù)效果本發(fā)明一種關(guān)磁阻電動機控制方法，最適用于各種相數(shù)、結(jié)構(gòu)的開關(guān)磁阻電動機。給定定子繞組每相通電周期或頻率，并給定各相之間通電的相位差，即可實施開關(guān)磁阻電動機系統(tǒng)的啟動、正/反轉(zhuǎn)、調(diào)速運行。與已有技術(shù)相比無需檢測轉(zhuǎn)子位置，測試方法簡單，結(jié)構(gòu)簡化，系統(tǒng)具有較高的運行可靠性和容錯能力，動態(tài)響應(yīng)快，成本低，具有廣泛的實用性。
四

附圖是本發(fā)明開關(guān)磁阻電動機截面示意圖。
五具體實施例方式
下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的一個實施例作進一步的說明本發(fā)明開關(guān)磁阻電動機無轉(zhuǎn)子位置傳感器控制方法，采用簡單而堅固的無刷、無繞組、無永久磁體的開關(guān)磁阻電機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，對開關(guān)磁阻電動機定子1繞組按給定周期或頻率通電，并給定各相之間通電的相位差，無需檢測轉(zhuǎn)子位置，可實施開關(guān)磁阻電動機系統(tǒng)的啟動、正/反轉(zhuǎn)和調(diào)速運行。對開關(guān)磁阻電動機定子1繞組通電的具體方式為a.正轉(zhuǎn)使m相開關(guān)磁阻電動機定子1繞組的A相、B相、C相、……、m相，依次相差為齒距角/m(m為開關(guān)磁阻電動機的相數(shù))，順序相位通電，其轉(zhuǎn)子2按A→B→C→……→m→A順時針方向旋轉(zhuǎn)；b.反轉(zhuǎn)使m相開關(guān)磁阻電動機定子1繞組的m相、……、C相、B相、A相，依次相差為齒距角/m，順序相位通電，其轉(zhuǎn)子2按A→m→……→C→B→A逆時針方向旋轉(zhuǎn)。開關(guān)磁阻電動機定子1繞組通電周期或頻率的大小，可以通過調(diào)節(jié)電源對同一相定子繞組前后兩次通電供電接通時刻的時間間隔或斷電時刻的時間間隔而任意改變，還可以通過調(diào)節(jié)電源在給定時間內(nèi)對定子繞組的通電次數(shù)而任意改變，或者通過調(diào)節(jié)對開關(guān)磁阻電動機定子繞組供電的功率變換器主開關(guān)的開通時刻或關(guān)斷時刻或開關(guān)頻率或開關(guān)周期而任意改變。
以三相12/8結(jié)構(gòu)開關(guān)磁阻電動機為例，正轉(zhuǎn)時如果給定定子1繞組每相通電周期為0.1秒或頻率為10赫茲，使A相、B相、C相依次相差為45°/3，然后順序相位給A、B、C、A相通電，這時轉(zhuǎn)子2就按A→B→C→A順時針方向旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為75轉(zhuǎn)/分；需要反轉(zhuǎn)時如果給定定子1繞組每相通電周期為0.1秒或頻率為10赫茲，使C相、B相、A相依次相差45°/3，然后順序相位給A、C、B、A相通電，這時轉(zhuǎn)子2就按A→C→B→A逆時針方向旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為75轉(zhuǎn)/分。任意改變開關(guān)磁阻電動機定子1繞組通電周期或頻率的大小，即可改變開關(guān)磁阻電動機的轉(zhuǎn)速，改變開關(guān)磁阻電動機定子1繞組通電相序，即可改變開關(guān)磁阻電動機的轉(zhuǎn)向，實施開關(guān)磁阻電動機系統(tǒng)的啟動、正/反轉(zhuǎn)和調(diào)速運行。
權(quán)利要求
1.一種開關(guān)磁阻電動機控制方法，其特征在于設(shè)定定子繞組通電周期或頻率，對開關(guān)磁阻電動機定子(1)繞組通電，并設(shè)定各相之間通電的相位差實現(xiàn)開關(guān)磁阻電動機系統(tǒng)的啟動、正/反轉(zhuǎn)和調(diào)速運行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)磁阻電動機控制方法，其特征在于對開關(guān)磁阻電動機定子(1)繞組通電的具體方式為a.正轉(zhuǎn)使m相開關(guān)磁阻電動機定子(1)繞組的A相、B相、C相、……、m相，依次相差為齒距角/m，順序相位通電，其轉(zhuǎn)子(2)按A→B→C→……→m→A順時針方向旋轉(zhuǎn)；b.反轉(zhuǎn)使m相開關(guān)磁阻電動機定子(1)繞組的m相、……、C相、B相、A相，依次相差為齒距角/m，順序相位通電，其轉(zhuǎn)子(2)按A→m→……→C→B→A逆時針方向旋轉(zhuǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的開關(guān)磁阻電動機控制方法，其特征在于開關(guān)磁阻電動機定子(1)繞組通電周期或頻率的大小，可以通過調(diào)節(jié)電源對同一相定子繞組前后兩次通電供電接通時刻的時間間隔或斷電時刻的時間間隔而任意改變，還可以通過調(diào)節(jié)電源在給定時間內(nèi)對定子繞組的通電次數(shù)而任意改變，或者通過調(diào)節(jié)對開關(guān)磁阻電動機定子(1)繞組供電的功率變換器主開關(guān)的開通時刻或關(guān)斷時刻或開關(guān)頻率或開關(guān)周期而任意改變。
全文摘要
一種開關(guān)磁阻電動機控制方法，設(shè)定定子繞組通電周期或頻率，對開關(guān)磁阻電動機定子繞組通電，并設(shè)定各相之間通電的相位差，無需檢測轉(zhuǎn)子位置，可實施開關(guān)磁阻電動機系統(tǒng)的啟動、正/反轉(zhuǎn)、調(diào)速運行。可用于不同相數(shù)、結(jié)構(gòu)的開關(guān)磁阻電動機系統(tǒng)，其方法簡單，結(jié)構(gòu)簡化，成本低，系統(tǒng)可靠性高，容錯能力強，動態(tài)響應(yīng)快，具有廣泛的實用性。
文檔編號H02P1/00GK1588788SQ20041006472
公開日2005年3月2日 申請日期2004年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月15日
發(fā)明者陳昊 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)