開關(guān)磁阻電機及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明適用于電機【技術(shù)領(lǐng)域】，提供了一種開關(guān)磁阻電機的控制方法，采用位置開環(huán)方式與位置閉環(huán)方式相結(jié)合，解決如何控制開關(guān)磁阻電機在低速狀態(tài)下穩(wěn)定運行的問題。該控制方法包括步驟：啟動開關(guān)磁阻電機，其固定輸出轉(zhuǎn)矩大于最小輸出轉(zhuǎn)矩；輕負載時，開關(guān)磁阻電機以位置開環(huán)方式運行；負載加大并超過固定輸出轉(zhuǎn)矩，利用位置檢測單元檢測轉(zhuǎn)子與定子之間的相對位置以判斷開關(guān)磁阻電機運行是否穩(wěn)定，若不穩(wěn)定，則切換至位置閉環(huán)方式運行；開關(guān)磁阻電機以位置閉環(huán)方式運行，判斷負載是否小于最小輸出轉(zhuǎn)矩，若小于，則切換至位置開環(huán)方式運行。利用位置檢測單元檢測轉(zhuǎn)子與定子的相對位置，在位置開環(huán)方式與位置閉環(huán)方式之間切換而保持低速穩(wěn)定運行。
【專利說明】
開關(guān)磁阻電機及其控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電機【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種開關(guān)磁阻電機以及該開關(guān)磁阻電機的控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002]開關(guān)磁阻電機(Switched Reluctance Motor,簡稱SRM)是一種可以在很大范圍調(diào)速的新型電子換相電機(Electronic Commutat1n Motor, EC Motor),目前已廣泛應用于家用電器、航空航天、電子、機械及電動車輛等領(lǐng)域。對于一些應用，如攪拌機，某些功能需要電機以極低的速度(通常低于10rpm)穩(wěn)定運行。而對于開關(guān)磁阻電機，由于電機本身沒有永磁體，磁場依賴自身繞組激勵，運行時存在較大的轉(zhuǎn)矩脈動，所以低速控制往往難以實現(xiàn)，這也制約了開關(guān)磁阻電機的推廣應用。因此，亟待提供一種控制方法以使開關(guān)磁阻電機能夠在低速狀態(tài)下穩(wěn)定運行。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種開關(guān)磁阻電機的控制方法，采用位置開環(huán)方式與位置閉環(huán)方式相結(jié)合，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中如何控制開關(guān)磁阻電機以在低速狀態(tài)下穩(wěn)定運行的問題。
[0004]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種開關(guān)磁阻電機的控制方法，包括以下步驟:
[0005]步驟一:啟動開關(guān)磁阻電機，所述開關(guān)磁阻電機包括相繞組以及相對轉(zhuǎn)動的定子和轉(zhuǎn)子，并具有固定輸出轉(zhuǎn)矩和最小輸出轉(zhuǎn)矩，所述固定輸出轉(zhuǎn)矩大于所述最小輸出轉(zhuǎn)矩；
[0006]步驟二:在輕負載條件下，所述開關(guān)磁阻電機以位置開環(huán)方式運行，給所述相繞組通固定大小的電流，所述開關(guān)磁阻電機輸出所述固定輸出轉(zhuǎn)矩；
[0007]步驟三:負載加大并超過所述固定輸出轉(zhuǎn)矩，利用位置檢測單元檢測所述轉(zhuǎn)子與所述定子之間的相對位置以判斷所述開關(guān)磁阻電機運行是否穩(wěn)定，若所述開關(guān)磁阻電機運行不穩(wěn)定，則將所述開關(guān)磁阻電機切換至位置閉環(huán)方式運行；若所述開關(guān)磁阻電機運行穩(wěn)定，則保持所述開關(guān)磁阻電機以所述位置開環(huán)方式運行；
[0008]步驟四:所述開關(guān)磁阻電機以所述位置閉環(huán)方式運行，控制所述開關(guān)磁阻電機的負載與所述相繞組的電流；
[0009]步驟五:判斷所述開關(guān)磁阻電機的負載是否小于所述最小輸出轉(zhuǎn)矩，若所述開關(guān)磁阻電機的負載大于所述最小輸出轉(zhuǎn)矩，增大所述開關(guān)磁阻電機的轉(zhuǎn)矩以使其轉(zhuǎn)速維持在固定值；若所述開關(guān)磁阻電機的負載小于所述最小輸出轉(zhuǎn)矩，則將所述開關(guān)磁阻電機切換至所述位置開環(huán)方式運行。
[0010]進一步地，在步驟一中，提供驅(qū)動和控制所述開關(guān)磁阻電機運行的驅(qū)動控制裝置，所述驅(qū)動控制裝置包括:
[0011]電源，用于將交流輸入電壓轉(zhuǎn)換為驅(qū)動所述開關(guān)磁阻電機運行的直流電壓；
[0012]驅(qū)動橋，用于控制所述開關(guān)磁阻電機進行換相；
[0013]所述位置檢測單元，用于檢測所述轉(zhuǎn)子與所述定子之間的相對位置并輸出所述開關(guān)磁阻電機的位置狀態(tài)；
[0014]電流檢測單元，用于檢測所述相繞組上的電流大?。灰约?br> [0015]控制單元，讀取所述位置檢測單元的位置狀態(tài)和所述電流檢測單元的電流大小，并對所述狀態(tài)信號和所述電流大小進行綜合分析，控制所述驅(qū)動橋以驅(qū)動所述開關(guān)磁阻電機運行。
[0016]進一步地，所述控制單元采用脈沖寬度調(diào)制來控制所述繞行組的電流大小。
[0017]進一步地，所述位置檢測單元包括與所述定子相對設(shè)置且固定安裝于所述定子上的位置傳感器以及與所述轉(zhuǎn)子相對設(shè)置且固定安裝于所述轉(zhuǎn)子上的遮光片，所述遮光片位于所述位置傳感器與所述轉(zhuǎn)子之間。
[0018]進一步地，在步驟四中，所述控制單元通過讀取所述位置檢測單元的位置狀態(tài)來控制所述驅(qū)動器以提供所述相繞組電流。
[0019]進一步地，在步驟三中，若所述開關(guān)磁阻電機運行穩(wěn)定，所述位置檢測單元輸出穩(wěn)定的位置狀態(tài)，并利用當前位置狀態(tài)預測下一次位置狀態(tài)；若所述位置檢測單元檢測的位置狀態(tài)與預測的位置狀態(tài)不符，則判斷所述開關(guān)磁阻電機運行不穩(wěn)定。
[0020]進一步地，在步驟二中，所述轉(zhuǎn)子自動運行至磁阻最小的位置。
[0021]進一步地，所述開關(guān)磁阻電機為三相或者四相開關(guān)磁阻電機。
[0022]本發(fā)明還提供了一種開關(guān)磁阻電機，所述開關(guān)磁阻電機為采用上述開關(guān)磁阻電機的控制方法控制的開關(guān)磁阻電機。
[0023]本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果是:利用所述位置檢測單元檢測所述轉(zhuǎn)子與所述定子的相對位置以判斷所述開關(guān)磁阻電機是否穩(wěn)定運行，若所述開關(guān)磁阻電機運行不穩(wěn)定，則所述開關(guān)磁阻電機由位置開環(huán)方式切換至位置閉環(huán)方式運行，保證所述開關(guān)磁阻電機在負載變化情況下仍保持低速穩(wěn)定運行。即通過自動識別負載變化，以根據(jù)所述開關(guān)磁阻電機當前負載而選擇合適的運行方式。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明實施例提供的開關(guān)磁阻電機的控制方法的流程圖；
[0025]圖2是本發(fā)明提供的開關(guān)磁阻電機的驅(qū)動控制裝置的電路框圖；
[0026]圖3是本發(fā)明提供的開關(guān)磁阻電機的結(jié)構(gòu)分解圖。

【具體實施方式】
[0027]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0028]請參照圖1至圖3，本發(fā)明實施例提供的開關(guān)磁阻電機的控制方法包括以下步驟:
[0029]步驟一 S1:啟動開關(guān)磁阻電機10，所述開關(guān)磁阻電機10包括相繞組11以及相對轉(zhuǎn)動的定子12和轉(zhuǎn)子14，并具有固定輸出轉(zhuǎn)矩Tl和最小輸出轉(zhuǎn)矩T2，所述固定輸出轉(zhuǎn)矩Tl大于所述最小輸出轉(zhuǎn)矩T2 ；
[0030]步驟二 S2:在輕負載條件下，所述開關(guān)磁阻電機10以位置開環(huán)方式運行，給所述相繞組11通固定大小的電流，所述開關(guān)磁阻電機10輸出所述固定輸出轉(zhuǎn)矩Tl ；
[0031]步驟三S3:負載加大并超過所述固定輸出轉(zhuǎn)矩Tl，利用位置檢測單元23檢測所述轉(zhuǎn)子14與所述定子12之間的相對位置以判斷所述開關(guān)磁阻電機10運行是否穩(wěn)定，若所述開關(guān)磁阻電機10運行不穩(wěn)定，則將所述開關(guān)磁阻電機10切換至位置閉環(huán)方式運行；若所述開關(guān)磁阻電機10運行穩(wěn)定，則保持所述開關(guān)磁阻電機10以所述位置開環(huán)方式運行；
[0032]步驟四S4:所述開關(guān)磁阻電機10以所述位置閉環(huán)方式運行，控制所述開關(guān)磁阻電機10的負載與所述相繞組11的電流；
[0033]步驟五S5:判斷所述開關(guān)磁阻電機10的負載是否小于所述最小輸出轉(zhuǎn)矩T2，若所述開關(guān)磁阻電機10的負載大于所述最小輸出轉(zhuǎn)矩T2，增大所述開關(guān)磁阻電機10的轉(zhuǎn)矩以使其轉(zhuǎn)速維持在固定值；若所述開關(guān)磁阻電機10的負載小于所述最小輸出轉(zhuǎn)矩T2，則將所述開關(guān)磁阻電機10切換至所述位置開環(huán)方式運行。
[0034]在該實施例中，通過將所述位置開環(huán)方式中的固定輸出轉(zhuǎn)矩Tl大于所述位置閉環(huán)運行方式中的最小輸出轉(zhuǎn)矩T2，這樣，無論從位置開環(huán)方式切換到位置閉環(huán)方式運行，還是從位置閉環(huán)方式運行切換到位置開環(huán)方式都可以保證切換穩(wěn)定，無臨界振蕩。
[0035]經(jīng)試驗測試，在較大負載的低速(小于10rpm)控制中，激勵磁場較大，所述開關(guān)磁阻電機10的磁阻力較大，轉(zhuǎn)矩脈動不明顯，所述開關(guān)磁阻電機10可以穩(wěn)定運行；在較小負載的低速(小于10rpm)控制中，由于所述開關(guān)磁阻電機10存在轉(zhuǎn)矩脈動，在轉(zhuǎn)矩較大的位置，所述開關(guān)磁阻電機10轉(zhuǎn)速變快，控制并減小所述開關(guān)磁阻電機10的磁阻力，而小的磁阻力卻不能維持較小轉(zhuǎn)矩位置的轉(zhuǎn)速，而在這些位置增大磁阻力，較大磁阻力又會使所述開關(guān)磁阻電機10在轉(zhuǎn)矩較大位置的轉(zhuǎn)速更快，如此反復就會造成開關(guān)磁阻電機10在較小負載的低速運行中轉(zhuǎn)速持續(xù)震蕩而不能穩(wěn)定。根據(jù)開關(guān)磁阻電機10的低速運行特點，并確保所述開關(guān)磁阻電機10能在負載大范圍變化而保持低速穩(wěn)定運行，本發(fā)明實施例提供的開關(guān)磁阻電機的控制方法采取所述位置開環(huán)方式與位置閉環(huán)方式相結(jié)合，以保證所述開關(guān)磁阻電機10保持低速穩(wěn)定運行。
[0036]在該實施例中，位置開環(huán)方式是指按照固定的相序給對應相繞組11通固定大小的電流，這樣所述開關(guān)磁阻電機10將輸出固定的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩。在小負載狀態(tài)小，只要負載轉(zhuǎn)矩不超過固定輸出轉(zhuǎn)矩Tl，所述開關(guān)磁阻電機10將會按照給定的速度穩(wěn)定運行；當負載超過固定輸出轉(zhuǎn)矩Tl時，所述開關(guān)磁阻電機10運行將不會穩(wěn)定，所述位置檢測單元23檢測到所述開關(guān)磁阻電機10運行不穩(wěn)定時，所述開關(guān)磁阻電機10就切換到位置閉環(huán)方式運行。切換至位置閉環(huán)方式后，所述開關(guān)磁阻電機10已具有一定的負載，所述開關(guān)磁阻電機10加載的磁阻力較大，轉(zhuǎn)矩脈動不明顯，所述開關(guān)磁阻電機10可以較穩(wěn)定的運行。在位置閉環(huán)狀態(tài)下，如果負載變小，所述開關(guān)磁阻電機10轉(zhuǎn)速將變大，所述位置檢測單元23檢測到所述開關(guān)磁阻電機10轉(zhuǎn)速變大后，再將所述開關(guān)磁阻電機10切換至位置開環(huán)方式運行。
[0037]在該實施例中，在輕負載條件下，所述開關(guān)磁阻電機10以位置開環(huán)方式運行，當負載增大后且負載增大至超過所述固定輸出轉(zhuǎn)矩Tl時，所述開關(guān)磁阻電機10切換至位置閉環(huán)方式運行。如此反復，實現(xiàn)從零開始的大范圍負載變化調(diào)節(jié)下所述開關(guān)磁阻電機10低速穩(wěn)定運行。
[0038]本發(fā)明實施例提供的開關(guān)磁阻電機的控制方法利用所述位置檢測單元23檢測所述轉(zhuǎn)子14與所述定子12的相對位置以判斷所述開關(guān)磁阻電機10是否穩(wěn)定運行。若所述開關(guān)磁阻電機10運行不穩(wěn)定，則所述開關(guān)磁阻電機10由位置開環(huán)方式切換至位置閉環(huán)方式運行，保證所述開關(guān)磁阻電機10在負載變化情況下仍保持低速穩(wěn)定運行。即通過自動識別負載變化，以根據(jù)所述開關(guān)磁阻電機10當前負載而選擇合適的運行方式。
[0039]請參照圖1至圖3，進一步地，在步驟一 SI中，提供驅(qū)動和控制所述開關(guān)磁阻電機10運行的驅(qū)動控制裝置，所述驅(qū)動控制裝置包括:
[0040]電源21，用于將交流輸入電壓轉(zhuǎn)換為驅(qū)動所述開關(guān)磁阻電機10運行的直流電壓；
[0041]驅(qū)動橋22，用于控制所述開關(guān)磁阻電機10進行換相；
[0042]所述位置檢測單元23，用于檢測所述轉(zhuǎn)子14與所述定子12之間的相對位置并輸出所述開關(guān)磁阻電機10的位置狀態(tài)；
[0043]電流檢測單元24，用于檢測所述相繞組11上的電流大?。灰约?br> [0044]控制單元25，讀取所述位置檢測單元23的位置狀態(tài)和所述電流檢測單元24的電流大小，并對所述狀態(tài)信號和所述電流大小進行綜合分析，控制所述驅(qū)動橋22以驅(qū)動所述開關(guān)磁阻電機10運行。
[0045]在該實施例中，所述換相就是將所述開關(guān)磁阻電機10的當前導通狀態(tài)切換至另一導通狀態(tài)，以三相12-8極開關(guān)磁阻電機10為例，其中三相12-8極是指所述開關(guān)磁阻電機10的結(jié)構(gòu)，該開關(guān)磁阻電機10具有三相繞組11A、B和C、定子12上具有12個極和轉(zhuǎn)子14上具有8個極，當給三相繞組11A、B和C按照A — B — C次序通電，該開關(guān)磁阻電機10將正轉(zhuǎn)運行；若按照A — C — B次序通電，該開關(guān)磁阻電機10將反向運行。上述描述中，將A相通電狀態(tài)切換為B相通電狀態(tài)就稱為換相。
[0046]在該實施例中，所述開關(guān)磁阻電機10在驅(qū)動控制裝置的控制下運行，具體地，所述開關(guān)磁阻電機10何時換相是由所述開關(guān)磁阻電機10的轉(zhuǎn)子14與定子12之間的相對位置決定的，利用所述位置檢測單元23檢測所述轉(zhuǎn)子14與所述定子12之間的相對位置，當所述開關(guān)磁阻電機10運行時，所述位置檢測單元23就會輸出所述開關(guān)磁阻電機10不同位置狀態(tài)的信號，并利用所述控制單元25讀取和分析哲學位置狀態(tài)信號以判斷當前所述轉(zhuǎn)子14與所述定子12之間的相對位置。
[0047]優(yōu)選地，所述電流檢測單元24采用運算放大器來實現(xiàn)。
[0048]優(yōu)選地，所述控制單元25采用單片微處理器來實現(xiàn)。
[0049]在輕負載條件下，所述開關(guān)磁阻電機10按照位置開環(huán)方式運行，給所述相繞組11通固定大小的電流，所述開關(guān)磁阻電機10輸出固定輸出轉(zhuǎn)矩Tl，該固定輸出轉(zhuǎn)矩Tl的大小根據(jù)所述開關(guān)磁阻電機10的實際情況確定。如果負載加大，超過了所述開關(guān)磁阻電機10的固定輸出轉(zhuǎn)矩Tl，所述開關(guān)磁阻電機10將運行不穩(wěn)；所述控制單元25通過檢測位置檢測單元23輸出的位置狀態(tài)來判斷所述開關(guān)磁阻電機10運行是否穩(wěn)定。如果所述開關(guān)磁阻電機10運行穩(wěn)定，位置檢測單元23輸出的位置狀態(tài)也是穩(wěn)定的，并且可以用本次位置狀態(tài)預測下一次位置狀態(tài)，如果檢測到的位置狀態(tài)與預測位置狀態(tài)不符，就說明所述開關(guān)磁阻電機10運行不穩(wěn)定。所述控制單元25檢測到所述開關(guān)磁阻電機10在位置開環(huán)方式運行不穩(wěn)定時就說明負載變大，此時將所述開關(guān)磁阻電機10切換到位置閉環(huán)方式運行。
[0050]當所述開關(guān)磁阻電機10切換到位置閉環(huán)方式運行后，所述開關(guān)磁阻電機10已具有一定的負載，所述開關(guān)磁阻電機10的激勵磁場較大，因此，所述開關(guān)磁阻電機10的磁阻力也較大，轉(zhuǎn)矩脈動不明顯，所述開關(guān)磁阻電機10可以穩(wěn)定運行。在位置閉環(huán)運行狀態(tài)下，為保證速度穩(wěn)定，若負載變大控制單元25就增大所述相繞組11電流，若負載變小就減小所述相繞組11電流。為保證運行穩(wěn)定，在位置閉環(huán)方式運行下，給所述開關(guān)磁阻電機10設(shè)置了一個最小輸出轉(zhuǎn)矩T2，所述最小輸出轉(zhuǎn)矩T2的大小根據(jù)所述開關(guān)磁阻電機10的實際情況確定，若負載大于所述最小輸出轉(zhuǎn)矩T2，控制單元25會通過驅(qū)動橋22增大所述相繞組11電流來增大所述開關(guān)磁阻電機10輸出轉(zhuǎn)矩，使所述開關(guān)磁阻電機10轉(zhuǎn)速維持在固定值；若負載小于最小輸出轉(zhuǎn)矩T2，控制單元25會維持所述開關(guān)磁阻電機10的最小輸出轉(zhuǎn)矩T2，這樣所述開關(guān)磁阻電機10轉(zhuǎn)速就會增大，如果控制單元25檢測到所述開關(guān)磁阻電機10的轉(zhuǎn)速變大就說明負載變輕，將所述開關(guān)磁阻電機10切換到位置開環(huán)方式運行。
[0051]請參照圖1至圖3，進一步地，所述控制單元25采用脈沖寬度調(diào)制來控制所述繞行組的電流大小。在步驟四S4中，采用所述控制單元25控制所述相繞組11的電流大小，具體采用脈沖寬度調(diào)制來實現(xiàn)控制。當相繞組11電流大時，所述開關(guān)磁阻電機10的輸出力矩大；當所述相繞組11電流小時，所述開關(guān)磁阻電機10的輸出力矩小。在確保所述開關(guān)磁阻電機10運行速度穩(wěn)定的前提下，若負載加大，則通過增大脈沖寬度的方法增大所述相繞組11的電流，反之亦然，若負載減小，則通過減小脈沖寬度的方法減小所述相繞組11的電流。
[0052]請參照圖1至圖3，進一步地，所述位置檢測單元23包括與所述定子12相對設(shè)置且固定安裝于所述定子12上的位置傳感器16以及與所述轉(zhuǎn)子14相對設(shè)置且固定安裝于所述轉(zhuǎn)子14上的遮光片18，所述遮光片18位于所述位置傳感器16與所述轉(zhuǎn)子14之間。優(yōu)選地，所述位置傳感器16采用光電開關(guān)來實現(xiàn)。當所述開關(guān)磁阻電機10運行時，所述位置傳感器16就會輸出不同的位置狀態(tài)信號，該位置狀態(tài)信號反應了當前所述開關(guān)磁阻電機10轉(zhuǎn)子14與定子12的相對位置。通過將所述位置傳感器16與所述定子12相對設(shè)置且固定連接以及所述遮光片18與所述轉(zhuǎn)子14相對設(shè)置且固定連接，當所述轉(zhuǎn)子14相對于所述定子12轉(zhuǎn)動時，所述位置傳感器16與所述遮光片18配合以測定所述轉(zhuǎn)子14與所述定子12之間的相對位置，得到當前的位置狀態(tài)信號。
[0053]請參照圖1至圖3，進一步地，在步驟四S4中，所述控制單元25通過讀取所述位置檢測單元23的位置狀態(tài)來控制所述驅(qū)動器以提供所述相繞組11電流。當所述開關(guān)磁阻電機10處于位置閉環(huán)方式運行狀態(tài)中，為了保證所述開關(guān)磁阻電機10運行速度穩(wěn)定，利用所述控制單元25讀取所述位置狀態(tài)以控制所述相繞組11電流，若負載加大，則通過增大脈沖寬度的方法增大所述相繞組11的電流，反之亦然，若負載減小，則通過減小脈沖寬度的方法減小所述相繞組11的電流。
[0054]請參照圖1至圖3，進一步地，在步驟三S3中，若所述開關(guān)磁阻電機10運行穩(wěn)定，所述位置檢測單元23輸出穩(wěn)定的位置狀態(tài)，并利用當前位置狀態(tài)預測下一次位置狀態(tài)；若所述位置檢測單元23檢測的位置狀態(tài)與預測的位置狀態(tài)不符，則判斷所述開關(guān)磁阻電機10運行不穩(wěn)定。如果所述開關(guān)磁阻電機10運行穩(wěn)定，所述位置檢測單元23的位置狀態(tài)輸出是按一定規(guī)律輸出且可以預測。也就是說所述控制單元25可以用當前的位置狀態(tài)預測下一次的位置狀態(tài)，如果下一次檢測到的位置狀態(tài)與預測的位置狀態(tài)相同就說明所述開關(guān)磁阻電機10運行穩(wěn)定；如果下一次檢測到的位置狀態(tài)與預測的位置狀態(tài)不同就說明負載大于輸出轉(zhuǎn)矩，所述開關(guān)磁阻電機10運行不穩(wěn)。利用該方法檢測所述開關(guān)磁阻電機10在位置開環(huán)方式中是否運行穩(wěn)定。
[0055]請參照圖1至圖3，進一步地，在步驟二 S2中，所述轉(zhuǎn)子14自動運行至磁阻最小的位置。由于所述開關(guān)磁阻電機10在給相繞組11通電后，轉(zhuǎn)子14會自動運行到磁阻最小的位置，即給對應相繞組11通電流后轉(zhuǎn)子14最終會固定到磁阻最小的位置。以三相12-8極開關(guān)磁阻電機10為例，若給開關(guān)磁阻電機10按照AB — BC — CA的次序通電且每次通電固定的時間為t(t的大小由開關(guān)磁阻電機10運行速度決定)，所述開關(guān)磁阻電機10就會以步進的方式運行，每步時間為t ;若給所述開關(guān)磁阻電機10按照AC — CB — BA的次序通電，所述開關(guān)磁阻電機10就會反向運行。在位置開環(huán)方式運行中，給相繞組11通固定大小的電流，這樣所述開關(guān)磁阻電機10就具有固定大小的輸出轉(zhuǎn)矩，沒有轉(zhuǎn)矩脈動。如果負載轉(zhuǎn)矩小于固定輸出轉(zhuǎn)矩Tl，所述開關(guān)磁阻電機10就能以穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速運行，如果負載轉(zhuǎn)矩超過固定輸出轉(zhuǎn)矩Tl，所述開關(guān)磁阻電機10運行將不會穩(wěn)定，發(fā)生抖動。
[0056]進一步地，所述開關(guān)磁阻電機10為三相或者四相開關(guān)磁阻電機。所述開關(guān)磁阻電機10具有不同結(jié)構(gòu)，并采用該控制方法可以實現(xiàn)穩(wěn)定地低速運行。
[0057]本發(fā)明還提供了一種開關(guān)磁阻電機10，所述開關(guān)磁阻電機10為采用上述開關(guān)磁阻電機的控制方法控制的開關(guān)磁阻電機。
[0058]本發(fā)明各實施例提供的開關(guān)磁阻電機10可以應用于需要電機長時間低速穩(wěn)定運行的家電產(chǎn)品中，例如，一些食品處理機在煮粥或熬湯時需要電機低速攪拌。
[0059]本發(fā)明各實施例提供的開關(guān)磁阻電機10也可以應用于自動化控制、電動車輛等需要低速運行的應用場合。
[0060]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種開關(guān)磁阻電機的控制方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一:啟動開關(guān)磁阻電機，所述開關(guān)磁阻電機包括相繞組以及相對轉(zhuǎn)動的定子和轉(zhuǎn)子，并具有固定輸出轉(zhuǎn)矩和最小輸出轉(zhuǎn)矩，所述固定輸出轉(zhuǎn)矩大于所述最小輸出轉(zhuǎn)矩； 步驟二:在輕負載條件下，所述開關(guān)磁阻電機以位置開環(huán)方式運行，給所述相繞組通固定大小的電流，所述開關(guān)磁阻電機輸出所述固定輸出轉(zhuǎn)矩； 步驟三:負載加大并超過所述固定輸出轉(zhuǎn)矩，利用位置檢測單元檢測所述轉(zhuǎn)子與所述定子之間的相對位置以判斷所述開關(guān)磁阻電機運行是否穩(wěn)定，若所述開關(guān)磁阻電機運行不穩(wěn)定，則將所述開關(guān)磁阻電機切換至位置閉環(huán)方式運行；若所述開關(guān)磁阻電機運行穩(wěn)定，則保持所述開關(guān)磁阻電機以所述位置開環(huán)方式運行； 步驟四:所述開關(guān)磁阻電機以所述位置閉環(huán)方式運行，控制所述開關(guān)磁阻電機的負載與所述相繞組的電流； 步驟五:判斷所述開關(guān)磁阻電機的負載是否小于所述最小輸出轉(zhuǎn)矩，若所述開關(guān)磁阻電機的負載大于所述最小輸出轉(zhuǎn)矩，增大所述開關(guān)磁阻電機的轉(zhuǎn)矩以使其轉(zhuǎn)速維持在固定值；若所述開關(guān)磁阻電機的負載小于所述最小輸出轉(zhuǎn)矩，則將所述開關(guān)磁阻電機切換至所述位置開環(huán)方式運行。
2.如權(quán)利要求1所述的開關(guān)磁阻電機的控制方法，其特征在于，在步驟一中，提供驅(qū)動和控制所述開關(guān)磁阻電機運行的驅(qū)動控制裝置，所述驅(qū)動控制裝置包括: 電源，用于將交流輸入電壓轉(zhuǎn)換為驅(qū)動所述開關(guān)磁阻電機運行的直流電壓； 驅(qū)動橋，用于控制所述開關(guān)磁阻電機進行換相； 所述位置檢測單元，用于檢測所述轉(zhuǎn)子與所述定子之間的相對位置并輸出所述開關(guān)磁阻電機的位置狀態(tài)； 電流檢測單元，用于檢測所述相繞組上的電流大??；以及 控制單元，讀取所述位置檢測單元的位置狀態(tài)和所述電流檢測單元的電流大小，并對所述狀態(tài)信號和所述電流大小進行綜合分析，控制所述驅(qū)動橋以驅(qū)動所述開關(guān)磁阻電機運行。
3.如權(quán)利要求2所述的開關(guān)磁阻電機的控制方法，其特征在于，所述控制單元采用脈沖寬度調(diào)制來控制所述繞行組的電流大小。
4.如權(quán)利要求2所述的開關(guān)磁阻電機的控制方法，其特征在于，所述位置檢測單元包括與所述定子相對設(shè)置且固定安裝于所述定子上的位置傳感器以及與所述轉(zhuǎn)子相對設(shè)置且固定安裝于所述轉(zhuǎn)子上的遮光片，所述遮光片位于所述位置傳感器與所述轉(zhuǎn)子之間。
5.如權(quán)利要求2所述的開關(guān)磁阻電機的控制方法，其特征在于，在步驟四中，所述控制單元通過讀取所述位置檢測單元的位置狀態(tài)來控制所述驅(qū)動器以提供所述相繞組電流。
6.如權(quán)利要求2所述的開關(guān)磁阻電機的控制方法，其特征在于，在步驟三中，若所述開關(guān)磁阻電機運行穩(wěn)定，所述位置檢測單元輸出穩(wěn)定的位置狀態(tài)，并利用當前位置狀態(tài)預測下一次位置狀態(tài)；若所述位置檢測單元檢測的位置狀態(tài)與預測的位置狀態(tài)不符，則判斷所述開關(guān)磁阻電機運行不穩(wěn)定。
7.如權(quán)利要求1所述的開關(guān)磁阻電機的控制方法，其特征在于，在步驟二中，所述轉(zhuǎn)子自動運行至磁阻最小的位置。
8.如權(quán)利要求1所述的開關(guān)磁阻電機的控制方法，其特征在于，所述開關(guān)磁阻電機為三相或者四相開關(guān)磁阻電機。
9.一種開關(guān)磁阻電機，其特征在于，所述開關(guān)磁阻電機為采用如權(quán)利要求1至8任意一項所述的開關(guān)磁阻電機的控制方法控制的開關(guān)磁阻電機。
【文檔編號】H02P6/08GK104393799SQ201410709717
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月28日
【發(fā)明者】李延吉 申請人:捷和電機制品(深圳)有限公司