專利名稱：一種開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)控制方法，尤其適用于各種相數(shù)、結(jié)構(gòu)的開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
調(diào)速電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)系統(tǒng)，已成為電氣傳動(dòng)領(lǐng)域前沿性創(chuàng)新研究工作的最新發(fā)展趨勢(shì)和重要方向。傳統(tǒng)的直流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、轉(zhuǎn)子慣量大、維護(hù)要求高，且單位容量體積大，難以滿足負(fù)載空間位置的限制。與同體積的直流電機(jī)相比，交流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，若計(jì)及負(fù)載的慣量，交流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)比直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的慢；永磁式無(wú)換向器電動(dòng)機(jī)與電勵(lì)磁式無(wú)換向器電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)上和制造工藝上均比開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)復(fù)雜。采用轉(zhuǎn)子位置閉環(huán)控制的開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，目前通常是在電機(jī)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(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、系統(tǒng)可靠性降低。用電測(cè)量法可間接檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置，但開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子是反應(yīng)式結(jié)構(gòu)，用供電波形信息處理辨識(shí)轉(zhuǎn)子位置較復(fù)雜。雖然通過(guò)測(cè)量開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的電壓、電流、反電動(dòng)勢(shì)、轉(zhuǎn)速，檢測(cè)或估測(cè)電機(jī)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(cè)器，也可間接獲取轉(zhuǎn)子位置信息，其難點(diǎn)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(guò)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(jì)算的復(fù)雜性也是當(dāng)前控制器難以承受的，而且，控制器所耗的在線計(jì)算時(shí)間也難以適應(yīng)系統(tǒng)實(shí)時(shí)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(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，系統(tǒng)可靠性高，無(wú)需檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置的開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)控制方法。
2.技術(shù)方案本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)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(duì)開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)定子繞組通電，并設(shè)定各相之間通電的相位差實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的啟動(dòng)、正/反轉(zhuǎn)和調(diào)速運(yùn)行。對(duì)m相開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的定子繞組通電(m為開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)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(shí)針?lè)较蛐D(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(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)；開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)定子繞組通電周期或頻率的大小，可以通過(guò)調(diào)節(jié)電源對(duì)同一相定子繞組前后兩次通電供電接通時(shí)刻的時(shí)間間隔或斷電時(shí)刻的時(shí)間間隔而任意改變，還可以通過(guò)調(diào)節(jié)電源在給定時(shí)間內(nèi)對(duì)定子繞組的通電次數(shù)而任意改變，或者通過(guò)調(diào)節(jié)對(duì)開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)定子繞組供電的功率變換器主開(kāi)關(guān)的開(kāi)通時(shí)刻或關(guān)斷時(shí)刻或開(kāi)關(guān)頻率或開(kāi)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(dòng)機(jī)控制方法，最適用于各種相數(shù)、結(jié)構(gòu)的開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)。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(shí)施開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的啟動(dòng)、正/反轉(zhuǎn)、調(diào)速運(yùn)行。與已有技術(shù)相比無(wú)需檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置，測(cè)試方法簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，系統(tǒng)具有較高的運(yùn)行可靠性和容錯(cuò)能力，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，成本低，具有廣泛的實(shí)用性。
四

附圖是本發(fā)明開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)截面示意圖。
五具體實(shí)施例方式
下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例作進(jìn)一步的說(shuō)明本發(fā)明開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)無(wú)轉(zhuǎn)子位置傳感器控制方法，采用簡(jiǎn)單而堅(jiān)固的無(wú)刷、無(wú)繞組、無(wú)永久磁體的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，對(duì)開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)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(wú)需檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置，可實(shí)施開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的啟動(dòng)、正/反轉(zhuǎn)和調(diào)速運(yùn)行。對(duì)開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)定子1繞組通電的具體方式為a.正轉(zhuǎn)使m相開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)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(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的相數(shù))，順序相位通電，其轉(zhuǎn)子2按A→B→C→……→m→A順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)；b.反轉(zhuǎn)使m相開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)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(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)定子1繞組通電周期或頻率的大小，可以通過(guò)調(diào)節(jié)電源對(duì)同一相定子繞組前后兩次通電供電接通時(shí)刻的時(shí)間間隔或斷電時(shí)刻的時(shí)間間隔而任意改變，還可以通過(guò)調(diào)節(jié)電源在給定時(shí)間內(nèi)對(duì)定子繞組的通電次數(shù)而任意改變，或者通過(guò)調(diào)節(jié)對(duì)開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)定子繞組供電的功率變換器主開(kāi)關(guān)的開(kāi)通時(shí)刻或關(guān)斷時(shí)刻或開(kāi)關(guān)頻率或開(kāi)關(guān)周期而任意改變。
以三相12/8結(jié)構(gòu)開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)為例，正轉(zhuǎn)時(shí)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(shí)轉(zhuǎn)子2就按A→B→C→A順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為75轉(zhuǎn)/分；需要反轉(zhuǎn)時(shí)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(shí)轉(zhuǎn)子2就按A→C→B→A逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為75轉(zhuǎn)/分。任意改變開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)定子1繞組通電周期或頻率的大小，即可改變開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，改變開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)定子1繞組通電相序，即可改變開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向，實(shí)施開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的啟動(dòng)、正/反轉(zhuǎn)和調(diào)速運(yùn)行。
權(quán)利要求
1.一種開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)控制方法，其特征在于設(shè)定定子繞組通電周期或頻率，對(duì)開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)定子(1)繞組通電，并設(shè)定各相之間通電的相位差實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的啟動(dòng)、正/反轉(zhuǎn)和調(diào)速運(yùn)行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)控制方法，其特征在于對(duì)開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)定子(1)繞組通電的具體方式為a.正轉(zhuǎn)使m相開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)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(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)；b.反轉(zhuǎn)使m相開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)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(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)控制方法，其特征在于開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)定子(1)繞組通電周期或頻率的大小，可以通過(guò)調(diào)節(jié)電源對(duì)同一相定子繞組前后兩次通電供電接通時(shí)刻的時(shí)間間隔或斷電時(shí)刻的時(shí)間間隔而任意改變，還可以通過(guò)調(diào)節(jié)電源在給定時(shí)間內(nèi)對(duì)定子繞組的通電次數(shù)而任意改變，或者通過(guò)調(diào)節(jié)對(duì)開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)定子(1)繞組供電的功率變換器主開(kāi)關(guān)的開(kāi)通時(shí)刻或關(guān)斷時(shí)刻或開(kāi)關(guān)頻率或開(kāi)關(guān)周期而任意改變。
全文摘要
一種開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)控制方法，設(shè)定定子繞組通電周期或頻率，對(duì)開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)定子繞組通電，并設(shè)定各相之間通電的相位差，無(wú)需檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置，可實(shí)施開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的啟動(dòng)、正/反轉(zhuǎn)、調(diào)速運(yùn)行。可用于不同相數(shù)、結(jié)構(gòu)的開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其方法簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，成本低，系統(tǒng)可靠性高，容錯(cuò)能力強(qiáng)，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，具有廣泛的實(shí)用性。
文檔編號(hào)H02P1/00GK1588788SQ20041006472
公開(kāi)日2005年3月2日 申請(qǐng)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(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)