CN111146998B - 一种单相交流供电的开关磁阻电机控制*** - Google Patents

一种单相交流供电的开关磁阻电机控制*** Download PDF

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    • H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
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Abstract

本发明属于电机控制领域，具体涉及一种单相交流供电的开关磁阻电机控制***，包括m相开关磁阻电机、功率变换器、单相交流电源、逻辑门电路、霍尔位置传感器和电压传感器。所述功率变换器中，每相绕组与一个功率开关串联形成一个分支，所有分支均与单相交流电源并联；霍尔位置传感器输出m路位置信号，每路位置信号对应一相，一相绕组电感斜率为正时，对应位置信号为高电平，反之为低电平；电压传感器检测单相交流电源电压，当交流电压由负变正时，电压传感器输出一个脉冲；逻辑门电路接收来自电压传感器和霍尔位置传感器的信号，输出各相功率开关的控制信号，从而控制开关磁阻电机。本控制***采用的功率开关少，成本低；控制方法简单可靠，通用性强，易于推广。

Description

一种单相交流供电的开关磁阻电机控制***
技术领域
本发明涉及电机控制领域，特别涉及一种单相交流供电的开关磁阻电机控制***。
背景技术
开关磁阻电机是一种新型的机电一体化电机，具有结构简单坚固、可靠性高、调速性能好、制造成本低等优点，现已成为电气传动领域的研究课题之一，已在采矿、航空航天等领域中获得一定的应用，显示出其强大的市场竞争力。
目前，开关磁阻电机控制***一般由电池直接供电，或者由交流电源间接供电。而交流电源供电一般采用不控整流桥对交流电进行整流并采用电容对整流桥输出电压进行滤波后得到直流母线电压。显然，这种交流供电方式由于需要整流桥和滤波电容，增加了***成本和体积，降低了***可靠性。
发明内容针对上述问题，本发明提供一种单相交流供电的开关磁阻电机控制***。
本发明所采用的技术方案是：
一种单相交流供电的开关磁阻电机控制***由m相开关磁阻电机、功率变换器、单相交流电源、逻辑门电路、霍尔位置传感器及电压传感器组成。
所述功率变换器中，每相绕组与一个功率开关串联构成一个分支，所有分支均与单相交流电源并联。
所述霍尔位置传感器输出m路位置信号，每路位置信号对应一相，一相电感斜率为正时，对应位置信号为高电平，反之为低电平；
所述电压传感器检测单相交流电源电压,当交流电源电压由负变为正时，则电压传感器输出一定宽度的脉冲；
所述逻辑门电路由m个与门组成，所有与门的一个输入端均接收来自电压传感器的信号，各与门的另一个输入端分别接收各路霍尔位置信号。从而，当单相交流电源电压由负变正时，逻辑门电路给电感斜率为正的各相的功率开关输出驱动脉冲，从而实现对开关磁阻电机的控制。
本发明的有益效果是：
本控制***采用的功率开关少，***成本较低；控制方法简单可靠，通用性强，易于推广，在家用电器领域有较大应用前景。
附图说明
图1是本控制***的结构图；
图2是本发明实施例所用的***仿真模型；
图3是本发明实施例所用的功率变换器仿真模型；
图4是本发明实施例所用的逻辑门电路仿真模型；
图5是本发明实施例的仿真波形；
具体实施方式
下面通过具体实施例对本控制***作进一步说明。
为了验证本控制***，搭建了开关磁阻电机控制***仿真模型，如图2所示，该模型主要由5个单元组成，分别为开关磁阻电机、功率变换器、逻辑门电路、电压传感器和霍尔位置传感器。其中，开关磁阻电机采用MATLAB元件库自带的三相6/4极电机模型。单相交流电源输出频率为50Hz，有效值为220V的正弦交流电。功率变换器中每相与一个功率开关串联形成一条支路，各支路均与单相交流电源并联，如图3所示。电压传感器对单相交流电源电压进行检测，且当所述电压由负变正时输出一定宽度的脉冲。霍尔位置传感器对转子位置进行检测，输出三路信号，每路信号对应一相，当相电感斜率为正时，对应的霍尔信号为高电平，否则为低电平。逻辑门电路由三个与门组成，每个与门的一个输入端均接收来自电压传感器的输出信号，各与门的另一个输入端分别连接三路霍尔位置信号。
【实施例1】
基于图2所示Simulink仿真模型，测试本控制***的控制效果。设定负载转矩为0N.m，电压传感器输出的脉冲宽度为1.5ms，电机进入稳态后的仿真波形如图5所示。
本控制***采用的功率开关少，成本低，可以实现单相交流电源供电下对开关磁阻电机的控制，算法简单，易于实现，通用性强。

Claims (1)

1.一种单相交流供电的开关磁阻电机控制***，其特征在于：该控制***包括m相开关磁阻电机、功率变换器、单相交流电源、逻辑门电路、霍尔位置传感器和电压传感器；所述功率变换器中，每相绕组与一个功率开关串联构成一个分支，所有分支均与单相交流电源并联；所述霍尔位置传感器输出m路位置信号，每路位置信号对应一相，一相电感斜率为正时，对应位置信号为高电平，反之为低电平；所述电压传感器检测单相交流电源电压，当交流电压由负变正时，电压传感器输出一个脉冲；所述逻辑门电路由m个与门组成，所有与门的一个输入端均接收来自电压传感器的信号，各与门的另一个输入端分别接收各路霍尔位置信号，当单相交流电源电压由负变正时，逻辑门电路给电感斜率为正的各相的功率开关输出驱动脉冲，从而实现对开关磁阻电机的控制。
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