一种开关磁阻电机无位置传感器控制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术的开关磁阻电机无位置传感器控制装置，包括微处理器、触摸式液晶显示屏、相电流检测器、母线电压检测器、相电流控制器和功率变换器，所述微处理器分别与相电流检测器、母线电压检测器、相电流控制器和触摸式液晶显示屏相连，所述功率变换器分别与相电流控制器、母线和无位置传感器开关磁阻电机的绕组相连，所述相电流控制器连接于微处理器和功率变换器之间，所述相电流检测器还连接于功率变换器和无位置传感器开关磁阻电机之间，所述母线电压检测器连接在母线上。本实用新型专利技术可准确获取电机转子的位置信息，有效降低开关磁阻电机的控制误差、提高控制精度，实现开关磁阻电机的无位置传感器精确控制。

【技术实现步骤摘要】
一种开关磁阻电机无位置传感器控制装置
本技术涉及开关磁阻电机控制领域，特别涉及一种开关磁阻电机无位置传感器控制装置。
技术介绍
开关磁阻电机具有起动电流小、起动转矩大、效率高、结构简单坚固、容错能力强、调速范围宽等系列优点，目前已在众多领域得到了广泛应用。要实现对开关磁阻电机的高性能控制，就必须准确获取电机转子的位置信息。传统的转子位置检测方式主要采用光电式、电磁式等位置传感器，但位置传感器的引入不仅增加了系统的成本和复杂度，而且降低了系统的可靠性和环境适应性。因此，开展开关磁阻电机无位置传感器控制方法研究具有重要意义。目前国内外在有关开关磁阻电机无位置传感器控制方面已开展了大量研究，提出了多种无位置传感器控制方法，主要有电感模型法、智能控制法和磁链/电流法等。其中电感模型法需事先存储大量的磁链-电流-位置角数据，占用系统软硬件资源多；智能控制法则存在算法复杂、运算工作量大、运算时间长等不足；相对于上述两种方法来说，磁链/电流法则具有占用系统资源较少、运算工作量适中等优点，因而获得了广泛的应用。磁链/电流法是根据开关磁阻电机导通相与非导通相电感交点的位置角度来对电机转子在任意时刻的位置进行估算。由于在实际应用中，当电机导通相电流大于其临界饱和电流时，电机导通相与非导通相电感交点的位置会发生偏移，因而导致利用上述电感交点的位置角度来估算电机转子在任意时刻的位置角度将产生较大的偏差，而目前所采用的磁链/电流法并未考虑导通相饱和电流对电感交点位置偏移的影响，因而严重影响了电机控制精度的提高。另外，目前在采用磁链/电流法对电机转子位置进行估算时，是将电机转子视为匀速运转来对其位置进行估算，而没有考虑在电机变速运行时，上述估算方式给位置估算精度造成的不利影响。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述问题，本技术提供了一种开关磁阻电机无位置传感器控制装置，可准确获取电机转子的位置信息，根据获得的位置信息对开关磁阻电机的转子转速、转子位置角度等状态参数进行控制，可有效降低开关磁阻电机的控制误差、提高控制精度，实现开关磁阻电机的无位置传感器精确控制。为解决上述技术问题，本技术提出的技术方案为：一种开关磁阻电机无位置传感器控制装置，包括微处理器、触摸式液晶显示屏、相电流检测器、母线电压检测器、相电流控制器和功率变换器，所述微处理器分别与相电流检测器、母线电压检测器、相电流控制器和触摸式液晶显示屏相连，所述功率变换器分别与相电流控制器、母线和无位置传感器开关磁阻电机的绕组相连，所述相电流控制器连接于微处理器和功率变换器之间，所述相电流检测器还连接于功率变换器和无位置传感器开关磁阻电机之间，所述母线电压检测器连接在母线上。优选地，本技术所提供的开关磁阻电机无位置传感器控制装置，用于驱动所述无位置传感器开关磁阻电机，所述控制装置包括触摸式液晶显示屏、微处理器、相电流检测器、母线电压检测器和功率变换器，所述触摸式液晶显示屏用于设置相关控制参数及显示转速、转子位置角度等状态参数，所述微处理器用于向功率变换器发出控制信号，所述相电流检测器用于实时检测功率变换器中对应电机各相的电流值，所述母线电压检测器用于实时检测功率变换器中的母线电压值，所述功率变换器用于分别向开关磁阻电机导通相绕组输出斩波控制电流及非导通相绕组输出高频控制脉冲，所述控制装置还包括一相电流控制器，所述微处理器分别与相电流控制器、相电流检测器、母线电压检测器以及触摸式液晶显示屏相连，所述功率变换器分别与相电流控制器、相电流检测器和母线电压检测器相连；其中，所述相电流控制器接收微处理器输出的控制信号并驱动功率变换器对应功率开关的开闭，即分别向开关磁阻电机导通相绕组输出斩波控制电流及非导通相绕组输出高频控制脉冲。优选地，所述相电流控制器包括串联的信号电平转换与缓冲器和驱动芯片，所述信号电平转换与缓冲器的EPWM1端接收微处理器输出的PWM控制信号并进行信号电平转换处理，之后再从信号电平转换与缓冲器的AH端输出并传输至驱动芯片，所述驱动芯片对PWM控制信号进行放大后驱动功率变换器中对应功率开关的开通与关断，以实现对电机相电流实施斩波调节。优选地，所述相电流检测器包括电流传感器和电压放大电路，相电流通过电流传感器的电流输入端输入，并通过电流传感器的电流输出端输出，所述电流传感器根据输入的相电流值大小，将其线性转化为对应的电压信号，通过电流传感器的引脚将相应的电压信号传输至放大电路，所述电压信号通过放大电路进行放大与隔离处理后，再经放大电路的输出端AI_IO传输至微处理器的模数转换端口进行模数转换处理，使微处理器获得相应的相电流值。优选地，所述母线电压检测器包括相连的尖峰电压吸收电路、变压器、整流电路、电阻分压电路和反相比例放大电路，母线电压输入至尖峰电压吸收电路后，所述变压器原边产生高频脉冲电压，从而使变压器副边产生同频率高频脉冲电压，所述变压器副边的高频脉冲电压经整流电路整流后输出一方向与原边电压方向相反的电压信号，该电压信号先经电阻分压电路进行第二次分压处理，再经反相比例放大电路进行反向隔离放大处理后传输至微处理器的模数转换接口进行模数转换处理，使微处理器获得相应的母线电压值。优选地，所述功率变换器具有若干相互独立的功率变换单元，每个功率变换单元分别与对应的开关磁阻电机相绕组相连，所述功率变换单元包括第一主功率开关器、第二主功率开关器、第一续流二极管和第二续流二极管，所述功率变换单元设有母线电压输入接线端J1和接线端J2，所述接线端J1和接线端J2同时与母线电压检测器相连；所述第一主功率开关器与第一续流二极管之间设有接线端CurrentIN_A，所述第二主功率开关器与第二续流二极管之间设有接线端J4，所述接线端J3和接线端J4组成开关磁阻电机某一相绕组输入端，所述接线端CurrentIN_A和CurrentOUT_A为相电流检测器输入端，所述接线端CurrentOUT_A与接线端J3相连；所述功率变换单元的接线端AHG、AHE和ALG、GLE分别接收相电流控制器发送给第一主功率开关器和第二主功率开关器的开通与关断控制信号，当第一主功率开关器和第二主功率开关器导通时，所述第一续流二极管和第二续流二极管截止，则母线电压由功率变换单元的接线端J3和接线端J4加到开关磁阻电机的某一相绕组上，产生正向电流；当第一主功率开关器和第二主功率开关器关断时，由第一续流二极管和第二续流二极管续流，将开关磁阻电机某一相绕组的储能回馈至功率变换单元的储能电容中。与现有技术相比，本技术提供的开关磁阻电机无位置传感器控制装置，因对电机导通相与非导通相电感交点位置在导通相电流大于其临界饱和电流时发生的偏移进行了修正，同时考虑了电机变速运行时对转子位置估算精度造成的影响，因而有效提高了电机转子位置的估算精度，可精确计算出电机转子在某一区间任意时刻的位置角度，根据该位置角度即可实现开关磁阻电机的无位置传感器精确控制。本技术提供的控制装置相对于现有的控制装置，具有位置估算精度高、易于实现等优点，提高了电机无位置传感器控制的效果。附图说明图1为本技术开关磁阻电机无位置传感器控制装置的结构示意图；图2为本技术A相功率变换器电路图；图3为本技术A相电流检测器电路图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种开关磁阻电机无位置传感器控制装置，其特征在于，包括微处理器、触摸式液晶显示屏、相电流检测器、母线电压检测器、相电流控制器和功率变换器，所述微处理器分别与相电流检测器、母线电压检测器、相电流控制器和触摸式液晶显示屏相连，所述功率变换器分别与相电流控制器、母线和无位置传感器开关磁阻电机的绕组相连，所述相电流控制器连接于微处理器和功率变换器之间，所述相电流检测器还连接于功率变换器和无位置传感器开关磁阻电机之间，所述母线电压检测器连接在母线上。

【技术特征摘要】
1.一种开关磁阻电机无位置传感器控制装置，其特征在于，包括微处理器、触摸式液晶显示屏、相电流检测器、母线电压检测器、相电流控制器和功率变换器，所述微处理器分别与相电流检测器、母线电压检测器、相电流控制器和触摸式液晶显示屏相连，所述功率变换器分别与相电流控制器、母线和无位置传感器开关磁阻电机的绕组相连，所述相电流控制器连接于微处理器和功率变换器之间，所述相电流检测器还连接于功率变换器和无位置传感器开关磁阻电机之间，所述母线电压检测器连接在母线上。2.根据权利要求1所述的开关磁阻电机无位置传感器控制装置，其特征在于：所述相电流控制器包括串联的信号电平转换与缓冲器(U7)和驱动芯片(U8)，所述信号电平转换与缓冲器(U7)的EPWM1端接收微处理器输出的PWM控制信号进行信号电平转换处理，PWM控制信号再从信号电平转换与缓冲器(U7)的AH端传输至驱动芯片(U8)，所述驱动芯片(U8)对PWM控制信号进行放大后驱动功率变换器中对应功率开关的开通与关断。3.根据权利要求1所述的开关磁阻电机无位置传感器控制装置，其特征在于：所述相电流检测器包括电流传感器(U1)和电压放大电路，相电流通过电流传感器(U1)的电流输入端输入，并通过电流传感器(U1)的电流输出端输出，所述电流传感器(U1)根据输入的相电流值大小，将其线性转化为对应的电压信号，通过电流传感器(U1)的引脚将相应的电压信号传输至放大电路，所述电压信号通过放大电路进行放大与隔离处理后，再经放大电路的输出端AI_IO传输至微处理器的模数转换端口进行模数转换处理，使微处理器获得相应的相电流值。4.根据权利要求1所述的开关磁阻电机无位置传感器控制装置，其特征在于：所述母线电压检测器包括相连的尖峰电压吸收电路、变压器(U5)、整流电路、电阻分压电路和反相比例放大电路，所述变压器(U5)原边产...

【专利技术属性】
技术研发人员：张小平，匡斯建，姜海鹏，张铸，
申请(专利权)人：湖南科技大学，
类型：新型
国别省市：湖南,43