CN109428455A - 开关磁阻电机及其控制方法 - Google Patents
开关磁阻电机及其控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109428455A CN109428455A CN201710779917.XA CN201710779917A CN109428455A CN 109428455 A CN109428455 A CN 109428455A CN 201710779917 A CN201710779917 A CN 201710779917A CN 109428455 A CN109428455 A CN 109428455A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- control module
- signal
- motor
- rotor
- switched reluctance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K19/00—Synchronous motors or generators
- H02K19/16—Synchronous generators
- H02K19/36—Structural association of synchronous generators with auxiliary electric devices influencing the characteristic of the generator or controlling the generator, e.g. with impedances or switches
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
- H02K11/20—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
- H02K11/21—Devices for sensing speed or position, or actuated thereby
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/14—Electronic commutators
- H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
- H02P6/17—Circuit arrangements for detecting position and for generating speed information
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Abstract
本发明是关于一种开关磁阻电机及其控制方法,涉及电机技术领域。主要采用的技术方案为:开关磁阻电机,其包括:电动机、控制模块、输出模块以及检测模块,输出模块两端分别与控制模块和电动机连接,用于向电动机输出控制信号;检测模块包括旋转变压器和信号处理电路,旋转变压器设置在电动机内,信号处理电路连接在旋转变压器和控制模块之间;其中,旋转变压器用于检测电动机的转子的角位置信息和转速以获得角位置信息信号和转速信号,将角位置信息信号和转速信号传送给信号处理电路,信号处理电路用于将角位置信息信号和转速信号处理后传送给控制模块。本发明能够精准的读取转子的角位置,以及精准的控制电动机的转速和相输出。
Description
技术领域
本发明涉及电机技术领域,特别是涉及一种开关磁阻电机及其控制方法。
背景技术
随着电力电子技术、控制技术的发展,使开关磁阻电机调速控制技术得以迅速发展,开关磁阻电机的控制需要获取转子位置,因为无传感器技术并不成熟、性能不高,所以现有技术中开关磁阻电机产品以带位置传感器产品为主,且大部分为光电开关(霍尔开关)式位置传感器,其原理为根据开关磁阻电机的相数,设置不同几个位置传感器,用于获取转子相对于定子的位置,根据传感器的信号控制相输出和测速。
但是,使用光电开关传感器作为角速度和转子角位置的传感器时,其获取的角位置信息分辨率低转速响应慢,尤其是电机转速变化是所测得的数据误差大,精度难以保证,在电子低速转动时,由于信号跳变周期长,导致响应慢,进而影响电机低速性能;且角位置传感器在向电机上安装时需要操作人员进行零点的设定,容易导致较大的误差,此过程还需要操作人员有一定的经验,操作人员技术要求高;另外,对转子角位置的检测依赖于光电传感器码盘的加工精度,当码盘加工精度不够高时,影响速度计算和电机角度控制的精度,易导致电机控制时各相电流不平衡,电机振动、噪音大,且控制器功率器件容易损坏。
发明内容
本发明的主要目的在于,提供一种开关磁阻电机及其控制方法,主要目的是使其能够更精准的读取转子的角位置,以及更精准的控制电动机的转速和相输出。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种开关磁阻电机,其包括:
电动机;
控制模块;
输出模块,所述输出模块第一端与所述控制模块连接,所述输出模块的第二端与所述电动机连接,用于向所述电动机输出控制信号;
检测模块,所述检测模块包括旋转变压器和信号处理电路,所述旋转变压器设置在所述电动机内,所述信号处理电路连接在所述旋转变压器和所述控制模块之间;
其中,所述旋转变压器用于检测所述电动机的转子的角位置信息和转速以获得角位置信息信号和转速信号,将所述角位置信息信号和转速信号传送给所述信号处理电路,所述信号处理电路用于将所述角位置信息信号和转速信号处理后传送给所述控制模块。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
优选的,前述的开关磁阻电机,其中所述旋转变压器固定在所述电动机的支撑盘上,所述旋转变压器的检测端与所述电动机的主轴连接。
优选的,前述的开关磁阻电机,其中所述信号处理电路设置在所述电动机内;
或,所述信号处理电路设置在所述控制模块中。
优选的,前述的开关磁阻电机,其中所述信号处理电路包括:
接口电路和解码芯片,所述接口电路第一端与所述旋转变压器连接,所述接口电路的第二端与所述解码芯片的输入端连接,所述解码芯片的输出端与所述控制模块连接。
优选的,前述的开关磁阻电机,其中所述解码芯片设置有串行外设接口和增量编码器接口,所述串行外设接口和所述增量编码器接口分别对应的与所述控制模块的串行外设接口和增量编码器接口连接;
其中,所述解码芯片上的串行外设接口用于向所述控制模块输出所述电动机转子的绝对角位置信息,所述解码芯片上的增量编码器接口用于向所述控制模块输出包含有所述转子的角位置信息和转速信息的正交脉冲信号以及索引脉冲信号。
优选的,前述的开关磁阻电机,其中所述信号处理电路还包括:
控制子模块和通讯接口,所述控制子模块输入端的串行外设接口和增量编码器接口分别与所述解码芯片的串行外设接口和增量编码器接口连接,所述控制子模块的输出端与所述通讯接口第一端连接,所述通讯接口的第二端与所述控制模块连接。
优选的,前述的开关磁阻电机,其中所述控制模块为微控制器。
另一方面,本发明实施例还提供一种开关磁阻电机的控制方法,该方法包括:
控制模块输出一相电流控制信号,使电机转子锁定在一相处于电感最大值位置,控制模块获取电动机转子的绝对角位置信息,计算转子偏移量,根据所述转子偏移量计算索引值以及初始化所述控制模块;
所述控制模块根据角位置信息信号和转速信号获得所述电动机的转速;
所述控制模块对包含有转子的角位置信息和转速度信息的正交脉冲信号进行接收和计数后,与所述控制模块中预先设定的相输出位置比较值匹配后进入计数比较中断,输出相通断控制信号;
其中,所述控制模块通过索引值及实时读取的绝对位置信息对相输出位置比较值进行修正,消除控制累计误差。
优选的,前述的开关磁阻电机的控制方法,其中
所述电动机转子每转过一个极距角为一个电角度周期,一个所述电角度周期为360度,所述一个电角度周期分为M个计数位置,所述电动机的相数为k,每个所述电角度周期有n个相输出通断控制位置值,n为小于等于2k的正整数;
所述正交脉冲信号采用连续递增方式计数,相输出位置比较值由公式获得;
其中,所述θQEP_NEXT为θn位置的相输出位置比较值、θQEP_CURRENT为当前正交脉冲信号计数值、所述θn为一个所述电角度周期内的第n个相输出通断控制位置值、所述θn-1为一个所述电角度周期内的第n-1个相输出通断控制位置值、所述tdelay为所述信号处理电路在传输所述正交脉冲信号时的延迟时间、所述T为一个所述电角度的定时器测得的周期、所述M为一个电角度周期的M个计数位置,所述M为大于等于2k的正整数。
优选的,前述的开关磁阻电机的控制方法,其中
控制模块通过索引中断,周期性的使用所述索引值修正相输出位置比较值,实现调整所述转子角位置的测量累计误差;
当所述转子角位置的测量累计误差较大时,使用绝对位置值调整所述转子角位置的测量误差,所述索引中断修正的相输出位置比较值采用公式获得;
所述θSY为一个所述电角度周期内的待确定当前位置值,所述θSY根据当前索引值θSY_CURRENT和初始化时计算索引值的差值范围确定;
其中,所述当前索引值采用公式θSY_CURRENT=θQEP_CURRENT-θQEP_LAST+θn-1计算获得,所述θQEP_LAST为θn-1位置的相输出位置比较值。
借由上述技术方案,本发明开关磁阻电机及其控制方法至少具有下列优点:
本发明技术方案中,电动机转子的角位置以及转速由旋转变压器进行检测,并通过信号处理电路传送给控制模块,进而由控制模块能够依据旋转变压器所检测的转子的角位置信号以及转速信号来控制电动机的转速和换相。相比于现有技术中,使用光电开关式位置传感器进行转速以及转子的角位置的检测,由于在使用光电开关传感器作为角速度和转子角位置的传感器时,其获取的角位置信息分辨率低转速响应慢,尤其是电机转速变化是所测得的数据误差大,精度难以保证,在电子低速转动时,由于信号跳变周期长,导致响应慢,进而影响电机低速性能;且角位置传感器在向电机上安装时需要操作人员进行零点的设定,容易导致较大的误差,此过程还需要操作人员有一定的经验,操作人员技术要求高;另外,对转子角位置的检测依赖于光电传感器码盘的加工精度,当码盘加工精度不够高时,影响速度计算和电机角度控制的精度,易导致电机控制时各相电流不平衡,电机振动、噪音大,且控制器功率器件容易损坏。而本发明提供的开关磁阻电机具有如下优点:
一、本发明技术方案提供的开关磁阻电机,由于旋转变压器的抗干扰能力强、分辨率高,所以检测的转子角位置以及转速更加精准;
二、本发明技术方案提供的开关磁阻电机,由于旋转变压器的耐油污以及抗震动的能力强,所以本发明提供的开关磁阻电机能够适用在环境恶劣的场合。
本发明开关磁阻电机的控制方法具有如下优点:
一、本发明技术方案提供的方法,由于对控制模块进行了置零的处理,其可以省去旋转变压器在安装时的人工零点设定,进而保证了在开关磁阻电机工作时检测得到的转子角位置信息以及转速信息的准确性;
二、本发明技术方案提供的方法,其通过使用正交脉冲信号进行计数,进行相输出位置值计算,串行通信读取的绝对位置值,仅用于误差较大时调整转子角位置的测量误差,进而处理器运算速度快,节省控制器资源;
三、本发明技术方案提供的方法,其对电动机工作时每个不同的速度下相输出位置比较值进行修正,进而保证了控制模块控制电动机换相时的精准性;
四、本发明技术方案提供的方法,其通过使用索引脉冲信号进入索引中断,利用初始化计算的索引值和串行通信读取的绝对位置值,调整转子角位置的测量误差,保证了检测得到的角位置信息的准确性。
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,并可依照说明书的内容予以实施,以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本发明的实施例一提供的一种开关磁阻电机的结构示意图;
图2是本发明的实施例一提供的一种信号处理电路的连接结构示意图;
图3是本发明的实施例一提供的另一种信号处理电路的连接结构示意图;
图4是本发明的实施例二提供的一种开关磁阻电机的控制方法的流程示意图;
图5是本发明的实施例二提供的一种使用索引值调整转子角位置的测量误差的方法流程图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例,对依据本发明提出的开关磁阻电机及其控制方法,其具体实施方式、结构、特征及其功效,详细说明如后。在下述说明中,不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外,一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
实施例一
如图1所示,本发明的实施例一提出的一种开关磁阻电机,其包括:电动机1、控制模块2、输出模块4以及检测模块3,输出模块4第一端与控制模块2连接,输出模块4的第二端与电动机1连接,用于向电动机1输出控制信号;检测模块3包括旋转变压器31和信号处理电路32,旋转变压器31设置在电动机1内,信号处理电路32连接在旋转变压器31和控制模块2之间;其中,旋转变压器31用于检测电动机1的转子的角位置信息和转速以获得角位置信息信号和转速信号,将角位置信息信号和转速信号传送给信号处理电路32,信号处理电路32用于将角位置信息信号和转速信号处理后传送给控制模块2。
具体的,上述电动机1为本发明开关磁阻电机的主机部分,其具体的结构可以参考现有技术中常用的电动机结构,其极数、相数、体积以及功率等常规参数本发明中均都不做具体的限定;控制模块2可以是数字信号处理器(DSP)也可是微控制单元(MCU),其中最佳的为MCU,控制模块2用于接收检测模块3发送过来的包含有转子角位置信息以及转速信息的信号,并根据接收的检测信号进行电动机1的速度以及换相动作的控制,控制模块2可以连接显示屏幕6,通过显示屏幕6显示电动机1工作时的相关参数;输出模块4可以直接由现有技术中常用的驱动电路41以及功率电路42构成;检测模块3用于检测电动机1的转子角位置信息以及转速信息,旋转变压器31是检测模块的检测部件,信号处理电路32用于将旋转变压器31发出的包含有角位置信息和转速信息的信号进行处理,然后传送给控制模块2,信号处理电路32的处理可以包括滤波、放大、信号延迟补偿等;此外,本发明提供的开关磁阻电机还可包括电源传感器5用于电流检测,此电源传感器5可以直接参考现有技术进行设置。
本发明技术方案中,电动机转子的角位置以及转速由旋转变压器进行检测,并通过信号处理电路传送给控制模块,进而由控制模块能够依据旋转变压器所检测的转子的角位置信号以及转速信号来控制电动机的转速和换相。相比于现有技术中,使用光电开关式位置传感器进行转速以及转子的角位置的检测,由于在使用光电开关传感器作为角速度和转子角位置的传感器时,其获取的角位置信息分辨率低转速响应慢,尤其是电机转速变化是所测得的数据误差大,精度难以保证,在电子低速转动时,由于信号跳变周期长,导致响应慢,进而影响电机低速性能;且角位置传感器在向电机上安装时需要操作人员进行零点的设定,容易导致较大的误差,此过程还需要操作人员有一定的经验,操作人员技术要求高;另外,对转子角位置的检测依赖于光电传感器码盘的加工精度,当码盘加工精度不够高时,影响速度计算和电机角度控制的精度,易导致电机控制时各相电流不平衡,电机振动、噪音大,且控制器功率器件容易损坏。而本发明提供的开关磁阻电机具有如下优点:本发明技术方案提供的开关磁阻电机,由于旋转变压器的抗干扰能力强、分辨率高,所以检测的转子角位置以及转速更加精准;本发明技术方案提供的开关磁阻电机,由于旋转变压器的耐油污以及抗震动的能力强,所以本发明提供的开关磁阻电机能够适用在环境恶劣的场合。
在具体实施当中,其中旋转变压器固定在电动机的支撑盘上,旋转变压器的检测端与电动机的主轴连接。
具体的,旋转变压器需要置于电机内部,固定在支撑盘上,旋转变压器与电机主轴相连,旋转变压器与电机的连接方式取决于旋转变压器的结构,轴型旋转变压器可以采用弹性连接器和电机主轴连接,或者使用通孔型或者盲孔型旋转变压器直接套在电机主轴上。可以根据电机极对数和电机外径选择合适的旋转变压器,例如:对于12/8极电机,可选用4对极旋转变压器;对于18/12极电机,可以选用6对极旋转变压器,或者可以根据不同的应用场合进行旋转变压器的开发。
在具体实施当中,其中信号处理电路设置在电动机内;或信号处理电路直接集成在控制模块中。
如图2所示,在具体实施当中,其中信号处理电路包括:接口电路321和解码芯片322,接口电路321第一端与旋转变压器连接,接口电路321的第二端与解码芯片322的输入端连接,解码芯片322的输出端与控制模块连接。
具体的,接口电路可以直接使用现有技术中常用接口电路,其用于对解码芯片提供的激磁电压信号进行滤波放大,对旋转变压器传送过来的正(余)弦形式的包含有角位置信息和转速信息的信号增加滤波环节。
如图2所示,进一步的,解码芯片322设置有串行外设接口3221和增量编码器接口3222,串行外设接口3221和增量编码器接口3222分别对应的与控制模块的串行外设接口和增量编码器接口连接;其中,串行外设接口3221用于向控制模块输出电动机转子的绝对角位置信息,增量编码器接口3222用于向控制模块输出包含有转子的角位置信息和转速信息的正交脉冲信号以及索引脉冲信号。
如图3所示,在具体实施当中,在上述的信号处理电路的技术上,还包括:控制子模块323和通讯接口324,控制子模块323输入端的串行外设接口和增量编码器接口分别与解码芯片322的串行外设接口3221和增量编码器接口3222连接,控制子模块323的输出端与通讯接口324第一端连接,通讯接口324的第二端与控制模块连接。
具体的,信号处理电路可以不设置控制子模块直接通过串行外设接口和增量编码器接口与控制模块连接,也可以增设控制子模块然后使用控制子模块上的串行外设接口和增量编码器接口与控制模块连接,控制子模块可以是单片机形式的微控制器或者信号处理器,这样就可以通过控制子模块对上述滤波环节引起的延迟根据转速进行补偿,控制子模块可以通过引入中值滤波或微分限幅补值方法对旋转变压器通过解码芯片发送过来的数据信号进行处理,消除或降低干扰引起的转子的角位置测量误差。另外,控制子模块可以根据串行外设接口和增量编码器接口获得的转速信息、角位置信息,在处理后生成多种类型的电机转子角位置信号。
实施例二
如图4所示,本发明的实施例二提出的一种开关磁阻电机的控制方法,其包括:
校正状态:
101、控制模块输出一相电流控制信号,使电机转子锁定在一相处于电感最大值位置,控制模块获取电动机转子的绝对角位置信息,计算转子偏移量,根据转子偏移量计算索引值以及初始化控制模块;
具体的,由于在旋转变压器安装时,会存在旋转变压器的检测起始点与转子存在一定的偏移量,所以需要进行零点的设定,消除安装时造成的误差。其具体的操作可以如下所述:将开关磁阻电机上电后,对电动机的一相通恒定电流值,使其位于电感最大位置,控制模块通过串行外设接口或增量编码器接口读取转子绝对位置,计算转子偏移量存入非易失存储器(例如EEPROM),之后计算索引值、控制模块的增量编码器的计数值,完成零点设定,即初始化控制模块。
经过初始化设定的控制模块在接收和读取包含有转子角位置信息以及转速信息的信号时,就可以获得精准的角位置信息以转速信息。
运行状态:
102、控制模块根据角位置信息信号和转速信号获得所述电动机的转速;
具体的,控制模块可以直接通过接收增量编码器接口传送过来的角位置信息信号和转速信号,计算获得电动机的瞬时的转速。控制模块处理上述信号的方式和原理已在现有技术中公开,此处不做具体介绍。
103、所述控制模块对包含有转子的角位置信息和转速信息的正交脉冲信号进行接收和计数后,与所述控制模块中预先设定的相输出位置比较值匹配后进入计数比较中断,输出相通断控制信号。
具体的,控制模块可以通过接收增量编码器接口传送过来的包含有转子的角位置和速度信息的正交脉冲信号,然后对正交脉冲信号进行脉冲个数的计数,之后与预先设定在控制模块中的相输出位置比较值进行匹配,进入计数比较中断,然后输出相通断控制信号。其中相输出位置比较值是根据电动机的转速和转矩要求进行预先设定的。
104、在进行具体的执行时,控制模块可以通过索引值及实时读取的绝对位置信息对相输出位置比较值进行修正,消除控制累计误差。
本发明开关磁阻电机的控制方法具有如下优点:本发明技术方案提供的方法,由于对控制模块进行了置零的处理,其可以省去旋转变压器在安装时的人工零点设定,进而保证了在开关磁阻电机工作时检测得到的转子角位置信息以及转速信息的准确性;本发明技术方案提供的方法,其不同速度的相输出位置比较值进行修正,进而保证了控制模块控制电动机换相时的精准性;本发明技术方案提供的方法,其通过使用索引值调整转子角位置的测量误差,保证了检测得到的角位置信息的准确性。
在具体实施当中,本发明针对步骤103中的相输出位置比较值进行了精确的补偿。具体的方法如下:设定电动机转子每转过一个极距角为一个电角度周期,又由于一个电角度周期为360度,所以将一个电角度周期分为M个计数位置,当电动机的相数为k时,每个电角度周期有n个相输出通断控制位置值,n为小于等于2k的正整数,而M为一个电角度周期的M个计数位置,M为大于等于2k的正整数;此时对包含有角位置信息以及转速信息的正交脉冲信号采用连续递增方式进行计数,相输出位置比较值由公式:获得。
其中,θQEP_NEXT为θn位置的相输出位置比较值、θQEP_CURRENT为当前正交脉冲信号计数值、θn为一个电角度周期内的第n个相输出通断控制位置值、θn-1为一个电角度周期内的第n-1个相输出通断控制位置值、tdelay为信号处理电路在传输所述正交脉冲信号时的延迟时间、T为一个所述电角度的定时器测得的周期、M为一个电角度周期的M个计数位置,M为大于等于2k的正整数。
此外,本发明还通过对每个不同的速度阶段的相输出位置比较值进行修正,进而保证了控制模块控制电动机换相时的精准性。
具体的,控制模块通过索引中断,周期性的使用索引值修正相输出位置比较值,实现调整转子角位置的测量累计误差;当转子角位置的测量累计误差较大时,使用绝对位置值调整转子角位置的测量误差,索引中断修正的相输出位置比较值采用公式获得;θSY为一个电角度周期内的待确定当前位置值,θSY根据当前索引值θSY_CURRENT和初始化时计算索引值的差值范围确定;其中,当前索引值采用公式θSY_CURRENT=θQEP_CURRENT-θQEP_LAST+θn-1计算获得,θQEP_LAST为θn-1位置的相输出位置比较直。
具体的实施方法如图5所示:步骤201是首先解码芯片根据旋转变压器相对于转子的角位置周期性的发送索引脉冲给控制模块,当控制模块检测到索引脉冲时控制模块进入索引中断;步骤202读取当前增量编码器接口传送的正交脉冲信号的计数值,与上一个相输出位置比较值运算,获得当前位置的索引计数值,之后如步骤203所示计算当前索引值与步骤101中的初始化时所使用的索引值的差值,如步骤204所示对上述差值进行判断,若计算的误差值在预定范围内(该范围根据开关磁阻电机的具体型号进行具体设定),则如步骤205所示旋转变压器的故障计数为零,最后步骤206以初始索引值作为当前位置值基准,计算下一个相输出位置比较值;若计算误差大于预定范围,则如步骤207所示采用控制模块的串行外设接口和增量编码器接口重新读取转子的绝对角位置信息,之后如步骤208所示利用重新获取的角位置值与再次与步骤101中的初始化时所使用的索引值计算差值获得误差,进入步骤209判断差值是否在预定范围内,若计算所得的误差在允许范围内,则旋转变压器的故障计数为0,更新索引值到当前计数值;若差值大于误差允许范围,则如步骤210所示增加旋转变压器的故障计数值,如步骤211所示判断旋转变压器的故障计数值是否大于设定值(此预定值为根据具体使用和设计要求进行的具体设定),如故障计数值大于设定值(此预定值为根据具体使用和设计要求进行的具体设定)时,则如步骤212所示发出旋转变压器故障的信号,如故障计数值小于或等于设定值,则以读取的转子绝对位置信息作为当前位置基准,计算下一个相输出位置比较值。
本发明技术方案提供的方法,其通过使用索引值调整转子角位置的测量误差,保证了检测得到的角位置信息的准确性。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种开关磁阻电机,其特征在于,其包括:
电动机;
控制模块;
输出模块,所述输出模块第一端与所述控制模块连接,所述输出模块的第二端与所述电动机连接,用于向所述电动机输出控制信号;
检测模块,所述检测模块包括旋转变压器和信号处理电路,所述旋转变压器设置在所述电动机内,所述信号处理电路连接在所述旋转变压器和所述控制模块之间;
其中,所述旋转变压器用于检测所述电动机的转子的角位置信息和转速以获得角位置信息信号和转速信号,将所述角位置信息信号和转速信号传送给所述信号处理电路,所述信号处理电路用于将所述角位置信息信号和转速信号处理后传送给所述控制模块。
2.根据权利要求1所述的开关磁阻电机,其特征在于,
所述旋转变压器固定在所述电动机的支撑盘上,所述旋转变压器的检测端与所述电动机的主轴连接。
3.根据权利要求1所述的开关磁阻电机,其特征在于,
所述信号处理电路设置在所述电动机内;
或,所述信号处理电路设置在所述控制模块中。
4.根据权利要求1所述的开关磁阻电机,其特征在于,所述信号处理电路包括:
接口电路和解码芯片,所述接口电路第一端与所述旋转变压器连接,所述接口电路的第二端与所述解码芯片的输入端连接,所述解码芯片的输出端与所述控制模块连接。
5.根据权利要求4所述的开关磁阻电机,其特征在于,
所述解码芯片设置有串行外设接口和增量编码器接口,所述串行外设接口和所述增量编码器接口分别对应的与所述控制模块的串行外设接口和增量编码器接口连接;
其中,所述解码芯片上的串行外设接口用于向所述控制模块输出所述电动机转子的绝对角位置信息,所述解码芯片上的增量编码器接口用于向所述控制模块输出包含有所述转子的角位置信息和转速信息的正交脉冲信号以及索引脉冲信号。
6.根据权利要求5所述的开关磁阻电机,其特征在于,所述信号处理电路包括:
控制子模块和通讯接口,所述控制子模块输入端的串行外设接口和增量编码器接口分别与所述解码芯片的串行外设接口和增量编码器接口连接,所述控制子模块的输出端与所述通讯接口第一端连接,所述通讯接口的第二端与所述控制模块连接。
7.根据权利要求1所述的开关磁阻电机,其特征在于,
所述控制模块为微控制器。
8.一种开关磁阻电机的控制方法,其特征在于,其包括:
控制模块输出一相电流控制信号,使电机转子锁定在一相处于电感最大值位置,控制模块获取电动机转子的绝对角位置信息,计算转子偏移量,根据所述转子偏移量计算索引值以及初始化所述控制模块;
所述控制模块根据角位置信息信号和转速信号获得所述电动机的转速;
所述控制模块对包含有转子的角位置信息和转速度信息的正交脉冲信号进行接收和计数后,与所述控制模块中预先设定的相输出位置比较值匹配后进入计数比较中断,输出相通断控制信号;
其中,所述控制模块通过索引值及实时读取的绝对位置信息对相输出位置比较值进行修正,消除控制累计误差。
9.根据权利要求8所述的开关磁阻电机的控制方法,其特征在于,
所述电动机转子每转过一个极距角为一个电角度周期,一个所述电角度周期为360度,所述一个电角度周期分为M个计数位置,所述电动机的相数为k,每个所述电角度周期有n个相输出通断控制位置值,n为小于等于2k的正整数;
所述正交脉冲信号采用连续递增方式计数,相输出位置比较值由公式获得;
其中,所述θQEP_NEXT为θn位置的相输出位置比较值、θQEP_CURRENT为当前正交脉冲信号计数值,所述θn为一个所述电角度周期内的第n个相输出通断控制位置值、所述θn-1为一个所述电角度周期内的第n-1个相输出通断控制位置值、所述tdelay为所述信号处理电路在传输所述正交脉冲信号时的延迟时间、所述T为一个所述电角度的定时器测得的周期、所述M为一个电角度周期的M个计数位置,所述M为大于等于2k的正整数。
10.根据权利要求9所述的开关磁阻电机的控制方法,其特征在于,
所述控制模块通过索引中断,周期性的使用所述索引值修正相输出位置比较值,实现调整所述转子角位置的测量累计误差;
当所述转子角位置的测量累计误差较大时,使用绝对位置值调整所述转子角位置的测量误差,所述索引中断修正的相输出位置比较值采用公式获得;
所述θSY为一个所述电角度周期内的待确定当前位置值,所述θSY根据当前索引值θSY_CURRENT和初始化时计算索引值的差值范围确定;
其中,所述当前索引值采用公式θSY_CURRENT=θQEP_CURRENT-θQEP_LAST+θn-1计算获得,所述θQEP_LAST为θn-1位置的相输出位置比较值。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710779917.XA CN109428455B (zh) | 2017-09-01 | 2017-09-01 | 开关磁阻电机及其控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710779917.XA CN109428455B (zh) | 2017-09-01 | 2017-09-01 | 开关磁阻电机及其控制方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN109428455A true CN109428455A (zh) | 2019-03-05 |
CN109428455B CN109428455B (zh) | 2020-09-18 |
Family
ID=65504953
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201710779917.XA Active CN109428455B (zh) | 2017-09-01 | 2017-09-01 | 开关磁阻电机及其控制方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN109428455B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114123914A (zh) * | 2021-11-19 | 2022-03-01 | 美的威灵电机技术(上海)有限公司 | 电机的控制方法、控制装置、控制***和可读存储介质 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01190234A (ja) * | 1988-01-25 | 1989-07-31 | Hitachi Ltd | 非接触式界磁地絡検出装置 |
CN102480260A (zh) * | 2011-09-23 | 2012-05-30 | 浙江吉利汽车研究院有限公司 | 永磁同步电机转子角度测量装置中位置信号干扰处理方法 |
CN203883718U (zh) * | 2014-04-21 | 2014-10-15 | 杭州坦诺电气自动化有限公司 | 一种基于mcu的开关磁阻电机控制器 |
CN104218865A (zh) * | 2014-09-09 | 2014-12-17 | 东南大学 | 一种永磁电机转子位置计算方法 |
CN104320024A (zh) * | 2014-11-07 | 2015-01-28 | 山东科汇电力自动化股份有限公司 | 一种开关磁阻电机位置检测***及检测方法 |
-
2017
- 2017-09-01 CN CN201710779917.XA patent/CN109428455B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01190234A (ja) * | 1988-01-25 | 1989-07-31 | Hitachi Ltd | 非接触式界磁地絡検出装置 |
CN102480260A (zh) * | 2011-09-23 | 2012-05-30 | 浙江吉利汽车研究院有限公司 | 永磁同步电机转子角度测量装置中位置信号干扰处理方法 |
CN203883718U (zh) * | 2014-04-21 | 2014-10-15 | 杭州坦诺电气自动化有限公司 | 一种基于mcu的开关磁阻电机控制器 |
CN104218865A (zh) * | 2014-09-09 | 2014-12-17 | 东南大学 | 一种永磁电机转子位置计算方法 |
CN104320024A (zh) * | 2014-11-07 | 2015-01-28 | 山东科汇电力自动化股份有限公司 | 一种开关磁阻电机位置检测***及检测方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
何敏: "旋转变压器的角度误差校正***设计", 《机电工程》 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114123914A (zh) * | 2021-11-19 | 2022-03-01 | 美的威灵电机技术(上海)有限公司 | 电机的控制方法、控制装置、控制***和可读存储介质 |
CN114123914B (zh) * | 2021-11-19 | 2023-11-14 | 美的威灵电机技术(上海)有限公司 | 电机的控制方法、控制装置、控制***和可读存储介质 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN109428455B (zh) | 2020-09-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8466672B2 (en) | Method of processing encoder signals | |
US8872511B2 (en) | Angle of rotation detection device | |
CN103322896B (zh) | 一种无刷直流电机霍尔传感器安装位置检测方法及*** | |
CN201018440Y (zh) | 开关磁阻电机转子的角位置和转速检测装置 | |
CN101266284A (zh) | 开关磁阻电机转子的角位置和转速检测装置及方法 | |
CN104659973B (zh) | 航空永磁同步电机转速及位置检测装置 | |
CN105281616B (zh) | 基于霍尔传感器的角度校正方法、装置及永磁同步电机 | |
CN107834934A (zh) | 电动汽车及其旋转变压器初始位置自动校正方法和*** | |
KR101483217B1 (ko) | 영구적으로 여기되는 모터들에서 무센서 회전자 위치 검출을 모니터링 및 보정하는 방법 및 디바이스 | |
CN103023399A (zh) | 旋转变压器转子零位角度标定*** | |
CN106301105A (zh) | 基于增量式光电编码器多极电机磁极位置检测方法 | |
CN101734173B (zh) | 电机档位控制***及控制方法 | |
CN202872710U (zh) | 一种交流无刷永磁同步电机转子位置检测装置 | |
CN102082535A (zh) | 一种基于霍尔元件的无刷直流电机测速装置及其控制方法 | |
CN109428455A (zh) | 开关磁阻电机及其控制方法 | |
CN107561306B (zh) | 基于转子电流的绕线式电机转速测量方法 | |
CN103997262A (zh) | 基于无传感器轮毂式电机的电动自行车正弦波控制方法 | |
CN104333288A (zh) | 一种永磁同步电机齿槽转矩的测量及补偿方法 | |
CN208476951U (zh) | 一种转速传感器 | |
CN106953578A (zh) | 旋变位置信息结合霍尔位置传感器的转位控制*** | |
US10574161B2 (en) | System and computer-implemented method for reducing angle error in electric motors | |
CN204384642U (zh) | 电梯运行控制***以及电梯物联网*** | |
US7058537B2 (en) | Method and device for detecting a rotational speed comprising an estimation of a measured value at low rotational speeds | |
KR101345305B1 (ko) | 자극 검출 소자 및 이를 이용한 엔코더 | |
CN110868127B (zh) | 电机转速脉冲频率转换方法、计算机可读存储介质及电机 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |