一种四相开关磁阻电机四象限无位置传感器控制方法技术

本发明专利技术公开一种四相开关磁阻电机四象限无位置传感器控制方法，属于电机驱动技术领域。其技术特征在于：用测试电路实测开关磁阻电机各相磁链，由六条特殊转子位置的磁链‑电流特性曲线，即θr/8转子位置的磁链‑电流特性曲线ψθr/8、θr/4转子位置的磁链‑电流特性曲线ψθr/4、3θr/8转子位置的磁链‑电流特性曲线ψθr3/8、5θr/8转子位置的磁链‑电流特性曲线ψθr5/8、3θr/4转子位置的磁链‑电流特性曲线ψθr3/4、7θr/8转子位置的磁链‑电流特性曲线ψθr7/8，确定转子位置，依序开通、关断各相，实施正向和反向起动、低速正向电动和制动运行、低速反向电动和制动运行、中高速正向电动和制动运行、中高速反向电动和制动运行，无需转子位置传感器，实现四相开关磁阻电机四象限控制，具有良好工程应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种四相开关磁阻电机四象限无位置传感器控制方法，尤其是一种适用于多种结构的四相开关磁阻电机四象限无位置传感器控制方法。
技术介绍
开关磁阻电机为自同步电机，需要获取转子位置信息确定电机的关断相和导通相，使电机连续运转。位置传感器的安装增加了系统的体积和成本，同时降低了开关磁阻电机的可靠性，因此有必要实现开关磁阻电机无位置传感器控制。现有的开关磁阻电机无位置传感器控制方法主要有：1.电流波形法，但只限于电流斩波控制方式，不适合高速段使用，不能检测转子初始位置；2.脉冲注入法，不适合在高速下运行；3.调制解调法，增加了调制解调电路，电路对绕组的接入和分离操作增加了复杂度；也不适合在高速段运行；4.互感法，对导通相控制方式有限制，只适合低速条件下运行，需存储电磁特性，抗干扰性差；5.电流梯度法，适用于中高速，不能实现自起动；6.磁链法，需要建立电机精确模型，存储空间占用较大、计算量大；7.电感法，检测精度依赖于电机静态模型，计算量大；8.观测器法，需要精度较高的电机模型和负载模型，对处理器要求很高；目前尚无适用于全转速范围的开关磁阻电机无位置传感器控制方法，因此，有必要提出一种不需要增加外部硬件和存储空间，有自起动和四象限运行能力，调速范围宽，计算量小的四相开关磁阻电机无位置传感器控制方法。
技术实现思路
针对上述技术中存在问题，提供一种不需要增加外部硬件和存储空间，有自起动和四象限运行能力，调速范围宽，计算量小的四相开关磁阻电机四象限无位置传感器控制方法。为实现上述技术目的，本专利技术的四相开关磁阻电机四象限无位置传感器控制方法。通电相的定子极中心线和转子的槽中心线重合的位置是该相θ＝0°位置，θr是一个转子周期，有六条特殊转子位置的磁链-电流特性曲线，即θr/8转子位置的磁链-电流特性曲线ψθr/8、θr/4转子位置的磁链-电流特性曲线ψθr/4、3θr/8转子位置的磁链-电流特性曲线ψθr3/8、5θr/8转子位置的磁链-电流特性曲线ψθr5/8、3θr/4转子位置的磁链-电流特性曲线ψθr3/4、7θr/8转子位置的磁链-电流特性曲线ψθr7/8，θr/8转子位置的磁链-电流特性曲线ψθr/8和7θr/8转子位置的磁链-电流特性曲线ψθr7/8一致，标记为ψL＝ψθr/8＝ψθr7/8，θr/4转子位置的磁链-电流特性曲线ψθr/4和3θr/4转子位置的磁链-电流特性曲线ψθr3/4一致，标记为ψM＝ψθr/4＝ψθr3/4，3θr/8转子位置的磁链-电流特性曲线ψθr3/8和5θr/8转子位置的磁链-电流特性曲线
ψθr5/8一致，标记为ψH＝ψθr3/8＝ψθr5/8；用上述六条特殊转子位置的磁链-电流特性曲线估测转子位置，用测试电路实测开关磁阻电机各相磁链，用其特征在于。1)各相的一个转子周期划分为四个区域I、II、III、IV，当实测磁链ψ>ψH时，转子处于区域I，当实测磁链ψM<ψ<ψH时，转子处于区域II，当实测磁链ψL<ψ<ψM时，转子处于区域III，当实测磁链ψ<ψL时，转子处于区域IV。2)以C相转子位置为参考将一个转子周期分为①、②、③、④、⑤、⑥、⑦、⑧八个子区域，C相转子位置0°至θr/8是子区域①，C相转子位置θr/8至θr/4是子区域②，C相转子位置θr/4至3θr/8是子区域③，C相转子位置3θr/8至θr/2是子区域④，C相转子位置θr/2至5θr/8是子区域⑤，C相转子位置5θr/8至3θr/4是子区域⑥；C相转子位置3θr/4至是7θr/8子区域⑦；C相转子位置7θr/8至θr是子区域⑧。3)子区域①和⑧处于A相区域I，子区域②和⑦处于A相区域II，子区域③和⑥处于A相区域III，子区域④和⑤处于A相区域IV；子区域②和③处于B相区域I，子区域①和④处于B相区域II，子区域⑤和⑧处于B相区域III；子区域⑥和⑦处于B相区域IV；子区域④和⑤处于C相区域I，子区域③和⑥处于C相区域II，子区域②和⑦处于C相区域III，子区域①和⑧处于C相区域IV；子区域⑥和⑦处于D相区域I，子区域⑤和⑧处于D相区域II，子区域①和④处于D相区域III，子区域②和③处于D相区域IV。4)转子位置确定：实测开关磁阻电机各相磁链，当A相磁链ψA>ψH、B相磁链ψM<ψB<ψH、C相磁链ψC<ψL、D相磁链ψL<ψD<ψM，开关磁阻电机转子处于子区域①；当A相磁链ψM<ψA<ψH、B相磁链ψB>ψH、C相磁链ψL<ψC<ψM、D相磁链ψD<ψL，开关磁阻电机转子处于子区域②；当A相磁链ψL<ψA<ψM、B相磁链ψB>ψH、C相磁链ψM<ψC<ψH、D相磁链ψD<ψL，开关磁阻电机转子处于子区域③；当A相磁链ψA<ψL、B相磁链ψM<ψB<ψH、C相磁链ψC>ψH、D相磁链ψL<ψD<ψM开关磁阻电机转子处于子区域④；当A相磁链ψA<ψL、B相磁链ψL<ψB<ψM、C相磁链ψC>ψH、D相磁链ψM<ψD<ψH，开关磁阻电机转子处于子区域⑤；当A相磁链ψL<ψA<ψM、B相磁链ψB<ψL、C相磁链ψM<ψC<ψH、D相磁链ψD>ψH，开关磁阻电机转子处于子区域⑥；当A相磁链ψM<ψA<ψH、B相磁链ψB<ψL、C相磁链ψL<ψC<ψM、D相磁链ψD>ψH，开关磁阻电机转子处于子区域⑦；当A相磁链ψA>ψH、B相磁链ψL<ψB<ψM、C相磁链ψC<ψL、D相磁链ψM<ψD<ψH，开关磁阻电机转子处于子区域⑧。5)正向起动时，当转子位置处于子区域①，开通B相和C相；当转子位置处于子区域②，开通B相和C相；当转子位置处于子区域③，开通C相和D相；当转子位置处于子区域④，开通C相和D相；当转子位置处于子区域⑤，开通D相和A相；当转子位置处于子区域⑥，开通D相和A相；当转子位置处于子区域⑦，开通A相和B相；当转子位置处于
子区域⑧，开通A相和B相。6)反向起动时，当转子位置处于子区域⑧，开通D相和C相；当转子位置处于子区域⑦，开通D相和C相；当转子位置处于子区域⑥，开通C相和B相；当转子位置处于子区域⑤，开通C相和B相；当转子位置处于子区域④，开通B相和A相；当转子位置处于子区域③，开通B相和A相；当转子位置处于子区域②，开通A相和D相；当转子位置处于子区域①，开通A相和D相。7)低速运行时采用两相空闲相作为检测相，第三相作为导通相：7.1)电机正向电动运行时，当转子位置处于子区域⑥或⑦，选择A相为导通相，C、D相为检测相，或B、C相为检测相；当转子位置处于子区域①或⑧时，选择B相作为导通相，D、A相为检测相，或C、D相为检测相；当转子位置处于子区域②或③时，选择C相作为导通相，A、B相为检测相，或D、A相作为检测相；当转子位置处于子区域④或⑤时，选择D相作为导本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种四相开关磁阻电机四象限无位置传感器控制方法，通电相的定子极中心线和转子的槽中心线重合的位置是该相θ＝0°位置，θr是一个转子周期，有六条特殊转子位置的磁链‑电流特性曲线，即θr/8转子位置的磁链‑电流特性曲线ψθr/8、θr/4转子位置的磁链‑电流特性曲线ψθr/4、3θr/8转子位置的磁链‑电流特性曲线ψθr3/8、5θr/8转子位置的磁链‑电流特性曲线ψθr5/8、3θr/4转子位置的磁链‑电流特性曲线ψθr3/4、7θr/8转子位置的磁链‑电流特性曲线ψθr7/8，θr/8转子位置的磁链‑电流特性曲线ψθr/8和7θr/8转子位置的磁链‑电流特性曲线ψθr7/8一致，标记为ψL＝ψθr/8＝ψθr7/8，θr/4转子位置的磁链‑电流特性曲线ψθr/4和3θr/4转子位置的磁链‑电流特性曲线ψθr3/4一致，标记为ψM＝ψθr/4＝ψθr3/4，3θr/8转子位置的磁链‑电流特性曲线ψθr3/8和5θr/8转子位置的磁链‑电流特性曲线ψθr5/8一致，标记为ψH＝ψθr3/8＝ψθr5/8；用上述六条特殊转子位置的磁链‑电流特性曲线估测转子位置，用测试电路实测开关磁阻电机各相磁链，用其特征在于：1)各相的一个转子周期划分为四个区域I、II、III、IV，当实测磁链ψ>ψH时，转子处于区域I，当实测磁链ψM<ψ<ψH时，转子处于区域II，当实测磁链ψL<ψ<ψM时，转子处于区域III，当实测磁链ψ<ψL时，转子处于区域IV；2)以C相转子位置为参考将一个转子周期分为①、②、③、④、⑤、⑥、⑦、⑧八个子区域，C相转子位置0°至θr/8是子区域①，C相转子位置θr/8至θr/4是子区域②，C相转子位置θr/4至3θr/8是子区域③，C相转子位置3θr/8至θr/2是子区域④，C相转子位置θr/2至5θr/8是子区域⑤，C相转子位置5θr/8至3θr/4是子区域⑥；C相转子位置3θr/4至是7θr/8子区域⑦；C相转子位置7θr/8至θr是子区域⑧；3)子区域①和⑧处于A相区域I，子区域②和⑦处于A相区域II，子区域③和⑥处于A相区域III，子区域④和⑤处于A相区域IV；子区域②和③处于B相区域I，子区域①和④处于B相区域II，子区域⑤和⑧处于B相区域III；子区域⑥和⑦处于B相区域IV；子区域④和⑤处于C相区域I，子区域③和⑥处于C相区域II，子区域②和⑦处于C相区域III，子区域①和⑧处于C相区域IV；子区域⑥和⑦处于D相区域I，子区域⑤和⑧处于D相区域II，子区域①和④处于D相区域III，子区域②和③处于D相区域IV；4)转子位置确定：实测开关磁阻电机各相磁链，当A相磁链ψA>ψH、B相磁链ψM<ψB<ψH、C相磁链ψC<ψL、D相磁链ψL<ψD<ψM，开关磁阻电机转子处于子区域①；当A相磁链ψM<ψA<ψH、B相磁链ψB>ψH、C相磁链ψL<ψC<ψM、D相磁链ψD<ψL，开关磁阻电机转子处于子区域②；当A相磁链ψL<ψA<ψM、B相磁链ψB>ψH、C相磁链ψM<ψC<ψH、D相磁链ψD<ψL，开关磁阻电机转子处于子区域③；当A相磁链ψA<ψL、B相磁链ψM<ψB<ψH、C相磁链ψC>ψH、D相磁链ψL<ψD<ψM开关磁阻电机转子处于子区域④；当A相磁链ψA<ψL、B相磁链ψL<ψB<ψM、C相磁链ψC>ψH、D相磁链ψM<ψD<ψH，开关磁阻电机转子处于子区域⑤；当A相磁链ψL<ψA<ψM、B相磁链ψB<ψL、C相磁链ψM<ψC<ψH、D相磁链ψD>ψH，开关磁阻电机转子处于子区域⑥；当A相磁链ψM<ψA<ψH、B相磁链ψB<ψL、C相磁链ψL<ψC<ψM、D相磁链ψD>ψH，开关磁阻电机转子处于子区域⑦；当A相磁链ψA>ψH、B相磁链ψL<ψB<ψM、C相磁链ψC<ψL、D相磁链ψM<ψD<ψH，开关磁阻电机转子处于子区域⑧；5)正向起动时，当转子位置处于子区域①，开通B相和C相；当转子位置处于子区域②，开通B相和C相；当转子位置处于子区域③，开通C相和D相；当转子位置处于子区域④，开通C相和D相；当转子位置处于子区域⑤，开通D相和A相；当转子位置处于子区域⑥，开通D相和A相；当转子位置处于子区域⑦，开通A相和B相；当转子位置处于子区域⑧，开通A相和B相；6)反向起动时，当转子位置处于子区域⑧，开通D相和C相；当转子位置处于子区域⑦，开通D相和C相；当转子位置处于子区域⑥，开通C相和B相；当转子位...

【技术特征摘要】
1.一种四相开关磁阻电机四象限无位置传感器控制方法，通电相的定子极中心线和转子的槽中心线重合的位置是该相θ＝0°位置，θr是一个转子周期，有六条特殊转子位置的磁链-电流特性曲线，即θr/8转子位置的磁链-电流特性曲线ψθr/8、θr/4转子位置的磁链-电流特性曲线ψθr/4、3θr/8转子位置的磁链-电流特性曲线ψθr3/8、5θr/8转子位置的磁链-电流特性曲线ψθr5/8、3θr/4转子位置的磁链-电流特性曲线ψθr3/4、7θr/8转子位置的磁链-电流特性曲线ψθr7/8，θr/8转子位置的磁链-电流特性曲线ψθr/8和7θr/8转子位置的磁链-电流特性曲线ψθr7/8一致，标记为ψL＝ψθr/8＝ψθr7/8，θr/4转子位置的磁链-电流特性曲线ψθr/4和3θr/4转子位置的磁链-电流特性曲线ψθr3/4一致，标记为ψM＝ψθr/4＝ψθr3/4，3θr/8转子位置的磁链-电流特性曲线ψθr3/8和5θr/8转子位置的磁链-电流特性曲线ψθr5/8一致，标记为ψH＝ψθr3/8＝ψθr5/8；用上述六条特殊转子位置的磁链-电流特性曲线估测转子位置，用测试电路实测开关磁阻电机各相磁链，用其特征在于：1)各相的一个转子周期划分为四个区域I、II、III、IV，当实测磁链ψ>ψH时，转子处于区域I，当实测磁链ψM<ψ<ψH时，转子处于区域II，当实测磁链ψL<ψ<ψM时，转子处于区域III，当实测磁链ψ<ψL时，转子处于区域IV；2)以C相转子位置为参考将一个转子周期分为①、②、③、④、⑤、⑥、⑦、⑧八个子区域，C相转子位置0°至θr/8是子区域①，C相转子位置θr/8至θr/4是子区域②，C相转子位置θr/4至3θr/8是子区域③，C相转子位置3θr/8至θr/2是子区域④，C相转子位置θr/2至5θr/8是子区域⑤，C相转子位置5θr/8至3θr/4是子区域⑥；C相转子位置3θr/4至是7θr/8子区域⑦；C相转子位置7θr/8至θr是子区域⑧；3)子区域①和⑧处于A相区域I，子区域②和⑦处于A相区域II，子区域③和⑥处于A相区域III，子区域④和⑤处于A相区域IV；子区域②和③处于B相区域I，子区域①和④处于B相区域II，子区域⑤和⑧处于B相区域III；子区域⑥和⑦处于B相区域IV；子区域④和⑤处于C相区域I，子区域③和⑥处于C相区域II，子区域②和⑦处于C相区域III，子区域①和⑧处于C相区域IV；子区域⑥和⑦处于D相区域I，子区域⑤和⑧处于D相区域II，子区域①和④处于D相区域III，子区域②和③处于D相区域IV；4)转子位置确定：实测开关磁阻电机各相磁链，当A相磁链ψA>ψH、B相磁链ψM<ψB<ψH、C相磁链ψC<ψL、D相磁链ψL<ψD<ψM，开关磁阻电机转子处于子区域①；当A相磁链ψM<ψA<ψH、B相磁链ψB>ψH、C相磁链ψL<ψC<ψM、D相磁链ψD<ψL，开关磁阻电机转子处于子区域②；当A相磁链ψL<ψA<ψM、B相磁链ψB>ψH、C相磁链ψM<ψC<ψH、D相磁链ψD<ψL，开关磁阻电机转子处于子区域③；当A相磁链ψA<ψL、B相磁链ψM<ψB<ψH、C相磁链ψC>ψH、D相磁链ψL<ψD<ψM开关磁阻电机转子处于子区域④；当A相磁链ψA<ψL、B相磁链ψL<ψB<ψM、C相磁链ψC>ψH、D相磁链ψM<ψD<ψH，开关磁阻电机转子处于子区域⑤；当A相磁链ψL<ψA<ψM、B相磁链ψB<ψL、C相磁链ψM<ψC<ψH、D相磁链ψD>ψH，开关磁阻电机转子处于子区域⑥；当A相磁链ψM<ψA<ψH、B相磁链ψB<ψL、C相磁链ψL<ψC<ψM、D相磁链ψD>ψH，开关磁阻电机转子处于子区域⑦；当A相磁链ψA>ψH、B相磁链ψL<ψB<ψM、C相磁链ψC<ψL、D相磁链ψM<ψD<ψH，开关磁阻电机转子处于子区域⑧；5)正向起动时，当转子位置处于子区域①，开通B相和C相；当转子位置处于子区域②，开通B相和C相；当转子位置处于子区域③，开通C相和D相；当转子位置处于子区域④，开通C相和D相；当转子位置处于子区域⑤，开通D相和A相；当转子位置处于子区域⑥，开通D相和A相；当转子位置处于子区域⑦，开通A相和B相；当转子位置处于
\t子区域⑧，开通A相和B相；6)反向起动时，当转子位置处于子区域⑧，开通D相和C相；当转子位置处于子区域⑦，开通D相...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈昊，
申请(专利权)人：陈昊，
类型：发明
国别省市：江苏;32