CN103684122A - 开关磁阻电机的控制方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种开关磁阻电机的控制方法及装置。其中，方法包括以下步骤：接收启动指令，并以第一模式控制所述开关磁阻电机启动；检测所述开关磁阻电机的转子位置，并根据所述转子位置确定所述开关磁阻电机的当前励磁相；以第二模式控制所述开关磁阻电机，并根据所述当前励磁相控制所述开关磁阻电机转动；以及当所述开关磁阻电机的转子位置发生改变时，进一步根据改变后的转子位置确定所述开关磁阻电机的下一个励磁相。本发明通过检测电机的转子信息获得明确的励磁相，从而可以根据电机的真实负载状况控制电机驱动，增强电机对不同工况的适应性，并且由于可以提前获取电机的励磁相，因此提高电机的响应速度，满足车辆在启动驾驶时的舒适性。
Description
技术领域
本发明涉及电机控制技术领域，特别涉及一种开关磁阻电机的控制方法及装置。
背景技术
目前，开关磁阻电机以结构简单、价格便宜、可靠性强、效率高和适应恶劣环境等优点被广泛应用与电动汽车、家用电器、通用工业等领域。
开关磁阻电机在电动汽车上的应用包括汽车驻车方面的应用，其应用方式为电机开环控制，即电机在一个固定转速下进行运转，进而带动机械结构实现对车辆的驻车。这种方式在响应时间和电机输出扭矩上都是固定的。
现有技术存在的问题是，在车辆启动时，电机由于响应时间和输出扭矩固定的限制，使得汽车在启动时会出现短暂的停顿，导致整车出现顿挫的感觉，明显影响汽车驾驶时的舒适性。并且由于输出扭矩固定，因此在电机出现负载变化时，电机动作不完整，从而导致无法实现相应的解锁和锁止功能。
发明内容
本发明的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。
为此，本发明的一个目的在于提出一种开关磁阻电机的控制方法，该方法能够根据需求实现电机的快速响应，还可以根据电机的真实负载状态控制电机驱动，增强电机对不同工况的适应性。
本发明的另一个目的在于提出一种开关磁阻电机的控制装置。
为达到所述目的，本发明一方面的实施例公开了一种开关磁阻电机的控制方法，包括以下步骤：接收启动指令，并以第一模式控制所述开关磁阻电机启动；检测所述开关磁阻电机的转子位置，并根据所述转子位置确定所述开关磁阻电机的当前励磁相；以第二模式控制所述开关磁阻电机，并根据所述当前励磁相控制所述开关磁阻电机转动；以及当所述开关磁阻电机的转子位置改变时，进一步根据改变后的转子位置确定所述开关磁阻电机的下一个励磁相。
根据本发明实施例的开关磁阻电机的控制方法，通过检测电机的转子信息获得明确的励磁相，从而可以根据电机的真实负载状况控制电机驱动，增强电机对不同工况的适应性，并且由于可以提前获取电机的励磁相，因此提高电机的响应速度，满足车辆在启动驾驶时的舒适性。
为达到所述目的，本发明另一方面的实施例公开了一种开关磁阻电机的控制装置，包括：控制模块，用于接收启动指令，并以第一模式控制所述开关磁阻电机启动；检测模块，用于检测所述开关磁阻电机的转子位置；确定模块，用于根据所述转子位置确定所述开关磁阻电机的当前励磁相，其中，所述控制模块在所述开关磁阻电机启动后以第二模式控制所述开关磁阻电机，并根据所述确定模块确定的当前励磁相控制所述开关磁阻电机转动；当所述检测模块检测到所述开关磁阻电机的转子位置发生改变时，所述确定模块根据改变后的转子位置确定所述开关磁阻电机的下一个励磁相。
根据本发明实施例的开关磁阻电机的控制装置，通过检测电机的转子信息获得明确的励磁相，从而可以根据电机的真实负载状况控制电机驱动，增强电机对不同工况的适应性，并且由于可以提前获取电机的励磁相，因此提高电机的响应速度，满足车辆在启动驾驶时的舒适性。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明所述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本发明一个实施例的开关磁阻电机的控制方法的流程图；
图2为根据本发明一个实施例的开关磁阻电机的控制***的示意图；
图3为根据本发明另一个实施例的开关磁阻电机的控制方法的流程图；
图4为根据本发明一个实施例的开关磁阻电机的控制装置的结构框图；和
图5为根据本发明另一个实施例的开关磁阻电机的控制装置的结构框图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解所述术语的具体含义。
下面参考附图描述根据本发明实施例的开关磁阻电机的控制方法。
图1为根据本发明一个实施例的开关磁阻电机的控制方法的流程图。图2为根据本发明一个实施例的开关磁阻电机的控制***的示意图，在本发明实施例中，主要使用的部件为控制器，所控制的电机为三相开关磁阻电机。应理解，这仅为示意性的例子，本发明的控制方法还可以用于控制其他类型的开关磁阻电机。如图1和图2所示，根据本发明实施例的开关磁阻电机的控制方法包括下述步骤。
步骤S101，接收启动指令，并以第一模式控制开关磁阻电机启动。
具体地，控制器的动作命令来自于通信接收到的信息或者是开关信号，根据命令控制电机按照需求运行。
在本发明的控制策略中开关磁阻电机有两种运行模式：开环控制模式（第一模式）和转速闭环控制模式（第二模式）。电机准备启动时，控制器根据命令选择电机运行方向，首先运行开环模式，启动电机运转，等待电机的反馈，再根据电机的反馈信息运行转速闭环控制。
步骤S102，检测开关磁阻电机的转子位置，并根据转子位置确定开关磁阻电机的当前励磁相。
在本发明的一个实施例中，通过设置在电机内的霍尔传感器检测开关磁阻电机的转子位置，然后参照电机的实际结构确定励磁相，其中，励磁相指的是开关磁阻电机中需要供电励磁的绕组。具体地，在开关磁阻电机的转子上设置多个特殊位置点，如8个，那么电机转子每转动45度，反馈的信号会出现一个特殊位置点，再根据正反转情况就可得到特定的励磁相。
步骤S103，以第二模式控制开关磁阻电机，并根据当前励磁相控制开关磁阻电机转动。
具体地，控制器确定当前励磁相后，导通励磁相，关闭其余相，控制驱动功率放大器的相关电路。功率放大器将励磁相的电信号进行放大等处理后，输送到电机的相应绕组，驱动电机按照控制器控制的励磁顺序运转，电机运转带动负载机构，输出负载需要的扭矩。
步骤S104，当开关磁阻电机的转子位置发生改变时，进一步根据改变后的转子位置确定开关磁阻电机的下一个励磁相。
当电机内的霍尔传感器检测到电机转子位置的变动后，反馈给控制器与位置相关的电平变化信号，控制器根据该电平变化信号进行特殊位置判断，同时计算转速，得到转速后解析得到电机当前的位置信息，确定下一励磁时间点的励磁相。
根据本发明实施例的开关磁阻电机的控制方法，通过检测电机的转子信息获得明确的励磁相，从而可以根据电机的真实负载状况控制电机驱动，增强电机对不同工况的适应性，并且由于可以提前获取电机的励磁相，因此提高电机的响应速度，满足车辆在启动驾驶时的舒适性。
图3为根据本发明另一个实施例的开关磁阻电机的控制方法的流程图。如图3所示，根据本发明实施例的开关磁阻电机的控制方法包括下述步骤。
步骤S201，接收启动指令，对供电电压进行采样。
步骤S202，判断供电电压是否小于开关磁阻电机的最小扭矩对应的电压值。
步骤S203，如果小于，则停止开关磁阻电机的启动并报警。
步骤S204，如果不小于，则以第一模式控制开关磁阻电机启动。
步骤S205，检测开关磁阻电机的转子位置，并根据转子位置确定开关磁阻电机的当前励磁相。
步骤S206，以第二模式控制开关磁阻电机，并根据当前励磁相控制开关磁阻电机转动。
步骤S207，当开关磁阻电机的转子位置发生改变时，进一步根据改变后的转子位置确定开关磁阻电机的下一个励磁相。
步骤S204至步骤S207的具体实现过程可参照上述步骤S101至步骤S104的描述，此处不再详细描述。
根据本发明实施例的开关磁阻电机的控制方法，通过在电机启动之前进行电压条件预判，保证开关磁阻电机后续能够正常、安全地运转。
应理解，本发明的控制方法还可适用于与开关磁阻电机结构相似的直流无刷电机。
下面结合附图详细描述根据本发明实施例的开关磁阻电机的控制装置。
图4为根据本发明一个实施例的开关磁阻电机的控制装置的结构框图。如图4所示，根据本发明实施例的开关磁阻电机的控制装置包括控制模块110、检测模块120和确定模块130。
控制模块110用于接收启动指令，并以第一模式控制开关磁阻电机启动。在本发明的控制策略中，开关磁阻电机有两种运行模式：开环控制模式（第一模式）和转速闭环控制模式（第二模式）。电机准备启动时，控制器根据命令选择电机运行方向，首先运行开环模式，启动电机运转，等待电机的反馈，再根据电机的反馈信息运行转速闭环控制。
检测模块120用于检测开关磁阻电机的转子位置。在本发明的一个实施例中，通过设置在电机内的霍尔传感器检测开关磁阻电机的转子位置。确定模块130用于根据转子位置确定开关磁阻电机的当前励磁相。控制模块110在电机启动后以第二模式控制开关磁阻电机，并根据当前励磁相控制开关磁阻电机转动。
当检测模块120检测到电机转子位置发生改变时，确定模块130根据改变后的转子位置确定开关磁阻电机的下一个励磁相。
根据本发明实施例的开关磁阻电机的控制装置，通过检测电机的转子信息获得明确的励磁相，从而可以根据电机的真实负载状况控制电机驱动，增强电机对不同工况的适应性，并且由于可以提前获取电机的励磁相，因此提高电机的响应速度，满足车辆在启动驾驶时的舒适性。
图5为根据本发明另一个实施例的开关磁阻电机的控制装置的结构框图。如图5所示，在图4所示的实施例的基础上，根据本发明实施例的开关磁阻电机的控制装置还包括采样模块140、判断模块150和报警模块160。
采样模块140用于对供电电压进行采样。判断模块150用于判断供电电压是否小于开关磁阻电机的最小扭矩对应的电压值。报警模块160用于在判断模块150确定供电电压小于开关磁阻电机的最小扭矩对应的电压值时，停止开关磁阻电机的启动并报警。由此，保证开关磁阻电机能够正常、安全地运转。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对所述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。
Claims (8)
1.一种开关磁阻电机的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
接收启动指令，并以第一模式控制所述开关磁阻电机启动；
检测所述开关磁阻电机的转子位置，并根据所述转子位置确定所述开关磁阻电机的当前励磁相；
以第二模式控制所述开关磁阻电机，并根据所述当前励磁相控制所述开关磁阻电机转动；以及
当所述开关磁阻电机的转子位置发生改变时，进一步根据改变后的转子位置确定所述开关磁阻电机的下一个励磁相。
2.如权利要求1所述的开关磁阻电机的控制方法，其特征在于，所述开关磁阻电机的转子位置通过霍尔传感器检测得到。
3.如权利要求1所述的开关磁阻电机的控制方法，其特征在于，所述在接收启动指令之后，还包括：
对供电电压进行采样；
判断所述供电电压是否小于所述开关磁阻电机的最小扭矩对应的电压值；
如果小于所述开关磁阻电机的最小扭矩对应的电压值，则停止启动并报警。
4.如权利要求1所述的开关磁阻电机的控制方法，其特征在于，所述第一模式为开关控制模式，所述第二模式为转速闭环控制模式。
5.一种开关磁阻电机的控制装置，其特征在于，包括：
控制模块，用于接收启动指令，并以第一模式控制所述开关磁阻电机启动；
检测模块，用于检测所述开关磁阻电机的转子位置；
确定模块，用于根据所述转子位置确定所述开关磁阻电机的当前励磁相，
其中，所述控制模块在所述开关磁阻电机启动后以第二模式控制所述开关磁阻电机，并根据所述确定模块确定的当前励磁相控制所述开关磁阻电机转动，
当所述检测模块检测到所述开关磁阻电机的转子位置发生改变时，所述确定模块根据改变后的转子位置确定所述开关磁阻电机的下一个励磁相。
6.如权利要求5所述的开关磁阻电机的控制装置，其特征在于，所述检测模块包括霍尔传感器。
7.如权利要求5所述的开关磁阻电机的控制装置，其特征在于，还包括：
采样模块，用于对供电电压进行采样；
判断模块，用于判断所述供电电压是否小于所述开关磁阻电机的最小扭矩对应的电压值；
报警模块，用于在所述判断模块确定所述供电电压小于所述开关磁阻电机的最小扭矩对应的电压值时，停止所述开关磁阻电机的启动并报警。
8.如权利要求5所述的开关磁阻电机的控制装置，其特征在于，所述第一模式为开关控制模式，所述第二模式为转速闭环控制模式。
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