一种开关磁阻电机转子位置估计方法技术

本发明专利技术涉及一种开关磁阻电机转子位置估计方法，利用主磁路饱和情况下的电感特征，提出具备避开检测线圈饱和非线性电感区间的转子位置估计策略，同时考虑到检测线圈电感信息间接获取过程中、由于模拟滤波而造成的相移问题，根据相移理论来设计相应的相移补偿算法以消除位置估计误差，进一步提升位置估计的精度。通过上述设计，可以使得检测线圈技术能够满足各种负载条件下的动态运行要求，也可以实现精确的静止初始位置定位，实现电机的频繁无反转起动。从而有助于其在航空航天起动发电机、电动汽车驱动电机等对可靠性要求极高、运行工况相对苛刻的应用场合的实用化。

A Rotor Position Estimation Method for Switched Reluctance Motor

The present invention relates to a rotor position estimation method for switched reluctance motor. Based on the inductance characteristics of the main magnetic circuit under saturation, a rotor position estimation strategy is proposed to avoid the saturation non-linear inductance interval of the detection coil. Considering the phase shift problem caused by analog filtering in the process of indirect acquisition of the inductance information of the detection coil, the corresponding phase is designed according to the phase shift theory. The displacement compensation algorithm can eliminate the error of position estimation and further improve the accuracy of position estimation. Through the above design, the detection coil technology can meet the requirements of dynamic operation under various load conditions, and can also achieve accurate static initial position positioning, so as to realize the frequent non-reversal starting of the motor. It is helpful for its application in aerospace starter generators, electric vehicle drive motors and other applications where reliability requirements are extremely high and operating conditions are relatively harsh.

【技术实现步骤摘要】
一种开关磁阻电机转子位置估计方法
本专利技术涉及一种开关磁阻电机转子位置估计方法，属于电机检测

技术介绍
开关磁阻电机具备结构简单坚固，适合高速、高温运行，以及容错能力强等特点。转子位置检测或估计是开关磁阻电机系统中最为关键的环节之一。传统的转子位置传感器都易受高温、高速、粉尘等工况或环境因素的影响，可靠性和恶劣环境耐受能力都相对较低。未解决传感器存在的问题，无位置传感器技术和间接位置检测技术显得极其重要。无位置传感器技术需要利用电机电感或磁链特性，无位置算法与电机控制算法通常是耦合的，电机控制需要兼顾无位置算法的要求，因此很大程度上会牺牲电机控制的性能，系统的可靠性也会大打折扣。转子位置信号的精度和可靠性直接影响到开关磁阻电机系统的控制性能。在电机定子齿极附加检测线圈的间接位置估计方法具备较好的灵活性，独立性和实用性，但是当电机工作在加载条件时主磁路饱和给转子位置估计造成困难，传统间接位置估计技术忽略主磁路饱和的方式导致电机驱动系统不具备较强的带载能力，而只能适合空载或轻载工况，限制了该技术的应用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种开关磁阻电机转子位置估计本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种开关磁阻电机转子位置估计方法，其特征在于：开关磁阻电机定子上绕制相绕组和A、B、C三相检测线圈，其中，每相绕组按电流进出方向结成NSNS极性结构，各相检测线圈接成NNSS极性结构；所述转子位置估计方法包括如下步骤：步骤A.基于各相绕组中同时所注入的电压信号，分别获得各相检测线圈中注入电流的包络线信号，并基于各包络线信号的取倒数操作，分别获得各相检测线圈的相对电感值LA、LB、LC，然后进入步骤B；步骤B.基于开关磁阻电机静止、A相转子位置θA＝24°时，取A相检测线圈相对电感值作为阈值上限LHigh，以及C相检测线圈相对电感值作为阈值下限LLow，然后进入步骤C；步骤C.根据各相检测线...

【技术特征摘要】
1.一种开关磁阻电机转子位置估计方法，其特征在于：开关磁阻电机定子上绕制相绕组和A、B、C三相检测线圈，其中，每相绕组按电流进出方向结成NSNS极性结构，各相检测线圈接成NNSS极性结构；所述转子位置估计方法包括如下步骤：步骤A.基于各相绕组中同时所注入的电压信号，分别获得各相检测线圈中注入电流的包络线信号，并基于各包络线信号的取倒数操作，分别获得各相检测线圈的相对电感值LA、LB、LC，然后进入步骤B；步骤B.基于开关磁阻电机静止、A相转子位置θA＝24°时，取A相检测线圈相对电感值作为阈值上限LHigh，以及C相检测线圈相对电感值作为阈值下限LLow，然后进入步骤C；步骤C.根据各相检测线圈的相对电感值LA、LB、LC，针对整个电感周期进行划分，获得各个电感区间，以及分别基于各电感区间，确定估计相电感L，然后进入步骤D；步骤D.基于各个电感区间，获得整个电感周期中转子位置角度θ与估计相电感L的关系模型，然后进入步骤E；步骤E.根据所获各相检测线圈的相对电感值LA、LB、LC，基于各电感区间、以及估计相电感L的选择，应用整个电感周期中转子位置角度θ与估计相电感L的关系模型，获得开关磁阻电机静止的初始位置、以及运行时的连续转子位置估计信号。2.根据权利要求1所述一种开关磁阻电机转子位置估计方法，其特征在于：还包括如下步骤F至步骤H；执行完所述步骤E之后，进入步骤F；步骤F.基于样本数据开关磁阻电机不同转速下，各相检测线圈中注入电流包络线信号的理想值、以及检测获得值，拟合构建开关磁阻电机转速n与相移角度β函数关系如下：β＝k5n+k4式中，k4、k5为基于样本数据开关磁阻电机不同转速下，各相检测线圈中注入电流包络线信号的理想值、以及检测获得值，所拟合获得的一阶线性拟合系数，然后进入步骤G；步骤G.利用所述A相检测线圈相对电感LA≥LHigh，得到一个最大区间脉冲信号，其下降沿位置对应于A相检测线圈的不饱和电感区，则下降沿所处位置不受主绕组饱和影响，相邻下降沿之间为一个电周期走过的机械角度，通过记录每个下降沿之间的时间差，实时获得开关磁阻电机实时转速n，然后进入步骤H；步骤H.根据开关磁阻电机实时转速n，基于开关磁阻电机转速n与相移角度β函数关系，获得相移角度β，并基于开关磁阻电机运行时的连续转子位置估计信号，应用实时转子位置估计信号减去相移角度β，即可获得实时转子位置信号。3.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡骏，向程，徐放，刘泽远，赵兴强，贾红云，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32