CN102082536B - 三相开关磁阻电机的启动方法 - Google Patents

三相开关磁阻电机的启动方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种三相开关磁阻电机的启动方法，该方法在***初始化时创建并初始化位置信号与启动相映射表，在电机启动时，根据转子位置查找位置信号与启动相映射表，如果电机转子处于电感变化量比较小的位置，采用双相启动方式；如果电机转子处于电感变化量比较大的位置，采用单相启动方式。本发明针对不同启动时转子的位置，建立了位置信号与启动相映射表，通过对映射表的查找确定当前的启动相，提高了开关磁阻电机的启动力矩。同时，本发明提供的方法结构清晰，抗干扰性强，易于实现。

Description

三相开关磁阻电机的启动方法
技术领域
本发明涉及一种开关磁阻电机的启动方法，属于电机控制领域。
背景技术
开关磁阻电机是80年代初随着电力电子、微电脑和控制技术的迅猛发展而发展起来的一种新型调速驱动***，具有结构简单、运行可靠及效率高等突出特点，成为交流电动机调速***、直流电动机调速***和无刷直流电动机调速***的强有力的竞争者，引起各国学者和企业界的广泛关注。目前已成功应用于在电动车用驱动***、家用电器、工业应用、伺服***、高速驱动、航空航天等众多领域中。其优点包括：低速性能好，无感应电动机在起动时所出现的冲击电流现象；调速范围宽，控制灵活，可方便实现四象限运行，具有较强的再生制动能力，在宽广的转速和功率范围内都具有高效率，有利于节能降耗；可工作于极高转速；可缺相运行，容错能力强等。
目前，开关磁阻电机的调速控制***普遍采用单相启动方式。该启动方式在轻载的时候能够比较顺利的启动。然而在负载很重的时候，如果电机转子凸极和定子凸极处于完全正对位置或者完全非正对位置时，此时电机启动力矩会小于负载力矩，其结果会造成电机启动不了，但相绕组电流却不断增大，极易烧毁电机和控制器。
发明内容
发明目的：针对上述现有存在的问题和不足，本发明的目的是提供一种三相开关磁阻电机的启动方法，能够提高三相开关磁阻电机的启动力矩。
技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种三相开关磁阻电机的启动方法，包括如下步骤：
(1)***上电；
(2)对***的硬件进行初始化；
(3)创建***的位置信号与启动相映射表并进行初始化；
(4)读取位置传感器信号，检测出当前电机转子位置；
(5)将步骤(4)检测出的当前电机转子位置和位置信号与启动相映射表中的位置进行比较，如果位置信号与启动相映射表中不存在当前电机转子位置，则判定为当前转子位置无效，调整电机转子位置，执行步骤(4)；如果位置信号与启动相映射表中存在当前电机转子位置，则判定为当前转子位置有效；
(6)查找位置信号与启动相映射表，如果电机转子处于电感变化量比较小的位置，采用双相启动方式；如果电机转子处于电感变化量比较大的位置，采用单相启动方式；
(7)CPU给出与启动相对应的驱动信号，接通启动相绕组；
(8)启动结束，电机进入正常换相工作。
所述步骤(5)中调整电机转子位置的方法可为各相轮流短暂导通，施加相绕组电流。
有益效果：本发明针对不同启动时转子的位置，建立了位置信号与启动相映射表，通过对映射表的查找确定当前的启动相，提高了开关磁阻电机的启动力矩。同时，本发明提供的方法结构清晰，抗干扰性强，易于实现。
附图说明
图1是三相开关磁阻电机启动方法的工作流程图；
图2是开关磁阻电机磁链特性与位置信号的对应关系图；
图3是12/8极三相开关磁阻电机的结构图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
如图3所示，标记为1的是定子A相四个凸极；标记为2的是定子B相四个凸极；标记为3的是定子C相四个凸极。
如图2所示，三相开关磁阻电机的位置传感器有两根电源线，三根信号线，六个状态将电机转子位置划分为六个不同的区间：
在001区间，位置信号线A为低电平，位置信号线B为低电平，位置信号线C为高电平，此时C相电感的斜率为正，并且斜率比较大。
在011区间，位置信号线A为低电平，位置信号线B为高电平，位置信号线C为高电平，此时C相电感的斜率为正，并且斜率比较小，B相电感的斜率为正，并且斜率比较小。
在010区间，位置信号线A为低电平，位置信号线B为高电平，位置信号线C为低电平，此时B相电感的斜率为正，并且斜率比较大。
在110区间，位置信号线A为高电平，位置信号线B为高电平，位置信号线C为低电平，此时A相电感的斜率为正，并且斜率比较小，B相电感的斜率为正，并且斜率比较小。
在100区间，位置信号线A为高电平，位置信号线B为低电平，位置信号线C为低电平，此时A相电感的斜率为正，并且斜率比较大。
在101区间，位置信号线A为高电平，位置信号线B为低电平，位置信号线C为高电平，此时A相电感的斜率为正，并且斜率比较小，C相电感的斜率为正，并且比较小。
以12/8极三相开关磁阻电机(图3)为例介绍这种开关磁阻电机启动的方法。如图1所示，上电以后，执行步骤21，对***的硬件进行初始化。初始化完成以后，对***的位置信号与启动相映射表按照预先的分析进行初始化(22)，即：
001区间，设置C相为启动相。
011区间，设置B相和C相为启动相。
010区间，设置B相为启动相。
110区间，设置A相和B相为启动相。
100区间，设置A相为启动相。
101区间，设置A相和C相为启动相。
初始化完成以后，通过CPU读取位置传感器信号(23)，判断出电机转子当前位置(24)。对电机转子位置进行判断(25)，如果位置信号与启动相映射表中不存在当前电机转子位置，则判定为当前转子位置无效，通过各相轮流短暂导通(26)施加相绕组电流以调整电机的转子位置，然后重新读取位置传感器信号(23)。如果位置信号与启动相映射表中存在当前电机转子位置，则判定为当前转子位置有效。然后查找位置信号与启动相映射表(27)，计算出当前位置的启动相(28)，CPU给出与启动相对应的驱动信号(29)，电机顺利启动，启动结束进入正常换相工作(210)。
本发明通过两相力矩叠加，增加电机启动力矩，用于启动负载变化区间大，启动力矩要求比较高的场合。它最大的特点是启动力矩大。它结构清晰，抗干扰性强，易于实现。

Claims (2)

1.一种三相开关磁阻电机的启动方法，其特征在于：三相开关磁阻电机的位置传感器有三根信号线，六个状态将电机转子位置划分为六个不同的区间，这些区间作为位置信号与启动相映射表中的位置；包括如下步骤：
(1)***上电；
(2)对***的硬件进行初始化；
(3)创建***的位置信号与启动相映射表并进行初始化；
(4)读取位置传感器信号，检测出当前电机转子位置；
(5)将步骤(4)检测出的当前电机转子位置和位置信号与启动相映射表中的位置进行比较，如果位置信号与启动相映射表中不存在当前电机转子位置，则判定为当前转子位置无效，调整电机转子位置，执行步骤(4)；如果位置信号与启动相映射表中存在当前电机转子位置，则判定为当前转子位置有效；
(6)查找位置信号与启动相映射表，如果电机转子处于电感变化量比较小的位置，采用双相启动方式；如果电机转子处于电感变化量比较大的位置，采用单相启动方式；
(7)CPU给出与启动相对应的驱动信号，接通启动相绕组；
(8)启动结束，电机进入正常换相工作。
2.根据权利要求1所述三相开关磁阻电机的启动方法，其特征在于：所述步骤(5)中调整电机转子位置的方法为各相轮流短暂导通，施加相绕组电流。
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