開關(guān)磁阻電機(jī)直接瞬時轉(zhuǎn)矩控制中位置識別的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種開關(guān)磁阻電機(jī)直接瞬時轉(zhuǎn)矩控制方法，尤其涉及一種開關(guān)磁阻電 機(jī)直接瞬時轉(zhuǎn)矩控制中位置識別的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 開關(guān)磁阻電機(jī)傳統(tǒng)的控制方式主要以控制電流參數(shù)為主，包括電流斬波方式 (CCC)、位置角控制方式（APC)和電壓斬波控制方式（VC)。其中，電流斬波方式通過固定開 通角和關(guān)斷角達(dá)到限制電流幅值的目的，常用于低速控制區(qū)域，但由于電機(jī)在兩相重疊區(qū) 域電流變化率小，因此容易在電機(jī)開通和關(guān)斷續(xù)流期間產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩脈動；位置角控制方式通 過調(diào)節(jié)開通角和關(guān)斷角的時機(jī)來獲取足夠輸出轉(zhuǎn)矩，該方法雖然考慮通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩控制電 機(jī)轉(zhuǎn)速，但往往適用于電機(jī)高速運(yùn)行，無法保證低速運(yùn)行時轉(zhuǎn)矩在換相區(qū)域平穩(wěn)過渡，因此 存在著局限性；電壓斬波控制方式是一種通過改變繞組PWM占空比來實(shí)現(xiàn)控制電流大小的 方式，但是沒有對每相瞬時轉(zhuǎn)矩進(jìn)行跟蹤控制，所以很難抑制轉(zhuǎn)矩脈動，并且對器件的要求 較高。由此可見，傳統(tǒng)的控制思想大多是改變電流幅值或者PWM占空比來進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)速，但 這樣的控制方式并沒有針對開關(guān)磁阻電機(jī)電磁特性本質(zhì)，忽視了轉(zhuǎn)矩脈動問題，所以也就 不能保證輸出轉(zhuǎn)矩恒定。
[0003] 因此，在現(xiàn)代控制理論研宄中，學(xué)者們逐漸把目光投入到了轉(zhuǎn)矩分析上，隨著仿真 技術(shù)的不斷進(jìn)步，學(xué)術(shù)上產(chǎn)生了諸如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、模糊控制法、自適應(yīng)法等的現(xiàn)代智能控制 理論。不過以上現(xiàn)代智能控制策略大都利用Mtalab、Simulink等軟件分析仿真為主，從相 關(guān)波形數(shù)據(jù)和論證結(jié)果上來看，確實(shí)可以獲得開關(guān)磁阻電機(jī)良好的恒轉(zhuǎn)矩特性。但是開關(guān) 磁阻電機(jī)是基于功率變換器的整體系統(tǒng)，因此還需要理論與實(shí)踐結(jié)合，配合工程實(shí)踐進(jìn)行 深入研宄探索，才能發(fā)揮開關(guān)磁阻電機(jī)最大特點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是為解決目前開關(guān)磁阻電機(jī)控制方式容易產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩脈動，不能保證 輸出轉(zhuǎn)矩恒定的技術(shù)問題。
[0005] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種開關(guān)磁阻電機(jī)直接瞬時轉(zhuǎn)矩控制中位置 識別的方法，所述開關(guān)磁阻電機(jī)為三相，分別為A相、B相和C相，所述方法包括：
[0006] 采用旋轉(zhuǎn)變壓器測量所述開關(guān)磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置，所述旋轉(zhuǎn)變壓器測得的開關(guān) 磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子角位置模擬量信號經(jīng)數(shù)字轉(zhuǎn)換器變換成正交編碼脈沖（QEP)信號，將所述 QEP信號送入數(shù)字信號處理器（DSP)，由所述DSP對QEP脈沖進(jìn)行捕獲并計數(shù)，隨著所述開 關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的變化，計數(shù)的QEP脈沖數(shù)量P在開關(guān)磁阻電機(jī)的一個電感周期內(nèi)從 0增加到M ;
[0007] 根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)變壓器的單位零位信號（Z信號）周期內(nèi)的所述QEP脈沖的數(shù)量P 確定所述開關(guān)磁阻電機(jī)的電極位置及通電相；
[0008] 將所述開關(guān)磁阻電機(jī)的一個電感周期平均分為相鄰且連續(xù)的若干通電區(qū)域，通電 區(qū)域的數(shù)量N為3的倍數(shù)，其中第一通電區(qū)域的起始端為所述旋轉(zhuǎn)變壓器的零位位置，所述 M個QEP脈沖在各通電區(qū)域平均分布。
[0009] 進(jìn)一步地，所述開關(guān)磁阻電機(jī)為12/8極。
[0010] 進(jìn)一步地，所述旋轉(zhuǎn)變壓器為8對極。
[0011] 進(jìn)一步地，所述M = 2048。
[0012] 進(jìn)一步地，所述N = 6。
[0013] 進(jìn)一步地，如果所述旋轉(zhuǎn)變壓器的Z信號位置安裝在C相電感最小的位置，則Z信 號位置為所述P = 0的位置，所述C相的通電區(qū)域?yàn)? < P < 683，B相的通電區(qū)域?yàn)?83 < P < 1366, A相的通電區(qū)域?yàn)?366彡P(guān) < 2048。
[0014] 進(jìn)一步地，在所述DSP中，用Qepa、Qepb和Qepc分別表示所述開關(guān)磁阻電機(jī)在一 個電感周期里A、B和C相的定子和轉(zhuǎn)子相對位置的QEP脈沖計數(shù)的數(shù)量，當(dāng)DSP捕獲到所 述Z信號時，則Q印a、Q印b和Q印c均在DSP捕獲QEP脈沖的中斷里自加；當(dāng)Q印a = 0時， A相處于不對齊位置臨界點(diǎn)而開始進(jìn)入電感上升區(qū)并導(dǎo)通；當(dāng)Qepa = 1024時，A相處于對 齊位置臨界點(diǎn)而開始進(jìn)入電感下降區(qū)并關(guān)斷；當(dāng)Qepb = 0時，B相處于不對齊位置臨界點(diǎn) 而開始進(jìn)入電感上升區(qū)并導(dǎo)通；當(dāng)Q印b = 1024時，B相處于對齊位置臨界點(diǎn)而開始進(jìn)入電 感下降區(qū)并關(guān)斷；當(dāng)Q印c = 0時，C相處于不對齊位置臨界點(diǎn)而開始進(jìn)入電感上升區(qū)并導(dǎo) 通；當(dāng)Q印c = 1024時，C相處于對齊位置臨界點(diǎn)而開始進(jìn)入電感下降區(qū)并關(guān)斷。
[0015] 本發(fā)明采用直接瞬時轉(zhuǎn)矩控制策略，通過數(shù)字標(biāo)識位置方法精確了轉(zhuǎn)矩分配函 數(shù)，進(jìn)行"電流一位置一轉(zhuǎn)矩"的轉(zhuǎn)矩分配函數(shù)三維曲線簇搭建，利用2048個計數(shù)QEP脈 沖去標(biāo)識開關(guān)磁阻電機(jī)一個通電周期45°，使得位置查詢更為精確；利用數(shù)字標(biāo)識即可確 定通電相，應(yīng)用中更為方便；有效改善開關(guān)磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動問題，提高電機(jī)的效率，減 小振動和噪聲。
【附圖說明】
[0016] 圖1為開關(guān)磁阻電機(jī)三相電感通電區(qū)域圖。
[0017] 圖2為本發(fā)明的電氣原理框圖。
[0018] 圖3為三相12/8極開關(guān)磁阻電機(jī)三相瞬時轉(zhuǎn)矩示意圖。
[0019] 圖4為"電流-位置-轉(zhuǎn)矩"的轉(zhuǎn)矩分配函數(shù)。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 現(xiàn)在結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。這些附圖均為簡化的示意 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，且其不應(yīng)理 解為對本發(fā)明的限制。
[0021] 圖2為本發(fā)明的電氣原理框圖，旋轉(zhuǎn)變壓器測量開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子的角位置，經(jīng) 位置解調(diào)電路后送入DSP (數(shù)字信號處理器），DSP根據(jù)測得的角位置控制功率變換器的導(dǎo) 通和關(guān)斷，進(jìn)而達(dá)到控制開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩的目的。
[0022] 圖3是根據(jù)下表1"5A電流下的轉(zhuǎn)矩分配表"繪制的三相12/8極開關(guān)磁阻電機(jī)三 相瞬時轉(zhuǎn)矩示意圖。
[0023] 表 1
[0024]
[0025] 表中，0為