專利名稱：開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)子角度細(xì)分方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)子角度細(xì)分方法。
背景技術(shù)：
隨著稀土永磁材料釹鐵硼(NdFeB)價(jià)格的不斷上漲，不含永磁體的開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率高、控制容易、高效無(wú)極調(diào)速、成本低等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)已在工業(yè)領(lǐng)域中成為其它類型電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)強(qiáng)有力的競(jìng)爭(zhēng)者，具有廣闊的應(yīng)用前景。然而，目前的開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)還存在著如下缺陷開關(guān)磁阻電機(jī)的定子、轉(zhuǎn)子的雙凸極結(jié)構(gòu)以及開關(guān)形式供電電源，使得開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)成為一個(gè)多變量高度耦合、非線性異常嚴(yán)重的系統(tǒng)。開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)是通過對(duì)開通角和關(guān)斷角的調(diào)整來滿足不同轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩要求的，因此實(shí)現(xiàn)開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子的精確定位非常重要。角度細(xì)分是目前常用的一種實(shí)現(xiàn)開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子精確定位的方法。傳統(tǒng)的角度細(xì)分方法是基于硬件鎖相環(huán)(PLL)電路對(duì)轉(zhuǎn)子的位置信號(hào)進(jìn)行倍頻而實(shí)現(xiàn)的，這種方法的缺點(diǎn)是可靠性低、對(duì)分頻倍數(shù)有限制以及對(duì)轉(zhuǎn)子角度細(xì)分精度不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是公開了一種基于軟件的開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)子角度細(xì)分方法，目的在于解決現(xiàn)有基于硬件鎖相環(huán)(PLL)電路的轉(zhuǎn)子角度細(xì)分方法存在的可靠性低、對(duì)分頻倍數(shù)有限制以及對(duì)轉(zhuǎn)子角度細(xì)分精度不高的問題，以求進(jìn)一步提高調(diào)速系統(tǒng)的控制精度。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)子角度細(xì)分方法，具有如下基于軟件實(shí)現(xiàn)的流程a.根據(jù)開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置信號(hào)計(jì)算當(dāng)前轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速；b.根據(jù)系統(tǒng)所期望的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩值查表得到每相的開通角和關(guān)斷角；c.通過當(dāng)前轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速計(jì)算通用定時(shí)器的計(jì)數(shù)頻率，并修改通用定時(shí)器控制寄存器的相應(yīng)位，以及對(duì)通用定時(shí)器計(jì)數(shù)寄存器進(jìn)行賦值；d.當(dāng)通用定時(shí)器計(jì)數(shù)寄存器計(jì)數(shù)到某一個(gè)開通角或者關(guān)斷角時(shí)，開通或關(guān)斷該相。以上即為一次轉(zhuǎn)子角度細(xì)分控制過程，通過此流程(程序)即可實(shí)現(xiàn)開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子角度的細(xì)分，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子的精確定位，從而提高調(diào)速系統(tǒng)控制精度。本發(fā)明的有益效果是該開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)子角度細(xì)分方法基于軟件實(shí)現(xiàn)，構(gòu)思巧妙合理，與現(xiàn)有基于硬件鎖相環(huán)(PLL)電路的轉(zhuǎn)子角度細(xì)分方法相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)一、抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高，可準(zhǔn)確檢測(cè)高頻輸入信號(hào)；二、轉(zhuǎn)子角度細(xì)分的精度很高；三、驅(qū)動(dòng)控制電路簡(jiǎn)單，成本低。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。圖1是本發(fā)明的開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)子角度細(xì)分方法的流程圖2是本發(fā)明的開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)子角度細(xì)分方法的位置檢測(cè)部分的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1.為在與轉(zhuǎn)子同心圓周上并依次相距15°的三個(gè)光電對(duì)管；2.為與轉(zhuǎn)子同心且固定在轉(zhuǎn)軸上的，齒數(shù)為八的齒槽等寬測(cè)速盤；3.為電機(jī)的轉(zhuǎn)軸；4.為三相定子十二槽、轉(zhuǎn)子八極開關(guān)磁阻電機(jī)。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。這些附圖均為簡(jiǎn)化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。一種開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)子角度細(xì)分方法，具有如下基于軟件的運(yùn)作流程a.根據(jù)開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置信號(hào)計(jì)算當(dāng)前轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速；b.根據(jù)系統(tǒng)所期望的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩值查表得到每相的開通角和關(guān)斷角；c.通過當(dāng)前轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速計(jì)算通用定時(shí)器的計(jì)數(shù)頻率，并修改通用定時(shí)器控制寄存器的相應(yīng)位，以及對(duì)通用定時(shí)器計(jì)數(shù)寄存器進(jìn)行賦值； d.當(dāng)通用定時(shí)器計(jì)數(shù)寄存器計(jì)數(shù)到某一個(gè)開通角或者關(guān)斷角時(shí)，開通或關(guān)斷該相。以上即為一次轉(zhuǎn)子角度細(xì)分控制過程，通過此流程(程序)即可實(shí)現(xiàn)開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子角度的細(xì)分，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子的精確定位，從而提高調(diào)速系統(tǒng)控制精度。實(shí)施例1 以基于TI公司生產(chǎn)的TMS320F2812作為控制芯片的三相定子十二槽、轉(zhuǎn)子八極開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)為例，該系統(tǒng)的位置檢測(cè)部分如圖2所示在與轉(zhuǎn)子同心圓周上依次相距15°的三個(gè)光電對(duì)管1 ；與轉(zhuǎn)子同心且固定在轉(zhuǎn)軸上的齒數(shù)為八的齒槽等寬測(cè)速盤2。 當(dāng)測(cè)速盤2的齒擋住某一個(gè)光電對(duì)管1光路時(shí)，該光電對(duì)管1輸出高電平，否則輸出低電平。因?yàn)楣怆妼?duì)管1的輸出信號(hào)發(fā)生跳變時(shí)，轉(zhuǎn)子位置是唯一確定的，故定義在一個(gè)電周期 (360° /8 = 45° )內(nèi)任意一個(gè)光電對(duì)管1的輸出信號(hào)發(fā)生跳變的六個(gè)位置為標(biāo)準(zhǔn)位置。如圖1所示，進(jìn)入角度細(xì)分控制子程序時(shí)，首先根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)位置處捕獲的位置信號(hào)計(jì)算轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，同時(shí)根據(jù)系統(tǒng)所期望的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩查表得到每相的開通角和關(guān)斷角θ _、 eonb> θ。η。和e。ffa、Θ offb> θ。ff。；以最近一次的標(biāo)準(zhǔn)位置為初始位置，通過當(dāng)前的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速計(jì)算通用定時(shí)器x(其中，χ = 1,2,3,4)的計(jì)數(shù)頻率，并修改通用定時(shí)器χ控制寄存器 (TxCON)的相應(yīng)位，以及使用該標(biāo)準(zhǔn)位置的角度對(duì)通用定時(shí)器χ計(jì)數(shù)寄存器(TxCNT)進(jìn)行賦值；當(dāng)TxCNT = θ。na或θ。nb或θ onc時(shí)，開通a相或b相或c相；當(dāng)TxCNT = θ。ffa或θ。ffb 或θ offc時(shí)，關(guān)斷a相或b相或c相。當(dāng)本次角度細(xì)分控制結(jié)束后，退出該子程序。
權(quán)利要求
1. 一種開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)子角度細(xì)分方法，其特征在于具有如下基于軟件實(shí)現(xiàn)的流程a.根據(jù)開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置信號(hào)計(jì)算當(dāng)前轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速；b.根據(jù)系統(tǒng)所期望的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩值查表得到每相的開通角和關(guān)斷角；c.通過當(dāng)前轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速計(jì)算通用定時(shí)器的計(jì)數(shù)頻率，并修改通用定時(shí)器控制寄存器的相應(yīng)位，以及對(duì)通用定時(shí)器計(jì)數(shù)寄存器進(jìn)行賦值；d.當(dāng)通用定時(shí)器計(jì)數(shù)寄存器計(jì)數(shù)到某一個(gè)開通角或者關(guān)斷角時(shí)，開通或關(guān)斷該相。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)子角度細(xì)分方法，該方法具有如下基于軟件實(shí)現(xiàn)的流程a.根據(jù)開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置信號(hào)計(jì)算當(dāng)前轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速；b.根據(jù)系統(tǒng)所期望的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩值查表得到每相的開通角和關(guān)斷角；c.通過當(dāng)前轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速計(jì)算通用定時(shí)器的計(jì)數(shù)頻率，并修改通用定時(shí)器控制寄存器的相應(yīng)位，以及對(duì)通用定時(shí)器計(jì)數(shù)寄存器進(jìn)行賦值；d.當(dāng)通用定時(shí)器計(jì)數(shù)寄存器計(jì)數(shù)到某一個(gè)開通角或者關(guān)斷角時(shí)，開通或關(guān)斷該相。該開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)子角度細(xì)分方法基于軟件實(shí)現(xiàn)，與現(xiàn)有方法相比具有以下優(yōu)點(diǎn)抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高，可準(zhǔn)確檢測(cè)高頻輸入信號(hào)；轉(zhuǎn)子角度細(xì)分的精度很高；驅(qū)動(dòng)控制電路簡(jiǎn)單，成本低。
文檔編號(hào)H02P6/16GK102361426SQ20111033372
公開日2012年2月22日 申請(qǐng)日期2011年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月28日
發(fā)明者俞賢萍, 吳中澤, 花為 申請(qǐng)人:常州華陽(yáng)電子科技有限公司, 江蘇華陽(yáng)電器有限公司