一种开关磁阻电机控制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种开关磁阻电机控制装置，包括电机控制单元、信号采集单元、功率变换单元及电能输入单元；电机控制单元包括电机控制器及驱动电路；信号采集单元包括电压检测电路、电流检测电路及位置观测器；位置观测器采用具有DSP及存储设备的状态空间观测器；电能输入单元通过功率变换单元与开关磁阻电动机连接，并通过电压检测电路与电机控制器连接；电机控制器通过驱动电路与功率变换单元连接；功率变换单元通过电流检测电路与电机控制器连接；开关磁阻电动机通过位置观测器与电机控制器连接；电流检测电路与位置观测器连接。本实用新型专利技术应用状态空间观测器估算转子位置和转子转速，降低了系统的复杂性和成本，大大提高了系统的可靠性。

A control device of switched reluctance motor

The utility model relates to a switched reluctance motor control device, which comprises a motor control unit, a signal acquisition unit, a power conversion unit and an electric energy input unit; a motor control unit comprises a motor controller and a driving circuit; a signal acquisition unit comprises a voltage detection circuit, an electric current detection circuit and a position observer; the position observer adopts a state space with DSP and a storage device The power input unit is connected with the SRM through the power conversion unit and the motor controller through the voltage detection circuit; the motor controller is connected with the power conversion unit through the drive circuit; the power conversion unit is connected with the motor controller through the current detection circuit; the switched reluctance motor is connected with the motor controller through the position observer; the electric The flow detection circuit is connected with the position observer. The utility model uses the state space observer to estimate the rotor position and speed, reduces the complexity and cost of the system, and greatly improves the reliability of the system.

【技术实现步骤摘要】
一种开关磁阻电机控制装置
本技术属于电机控制
，尤其涉及一种开关磁阻电机控制装置。
技术介绍
开关磁阻电动机(SRM)驱动由于其低成本、坚固的结构、可靠的变换器拓扑结构、宽转速范围内的高效率以及控制简单，被认为是变速电动机驱动中令人瞩目的选择。其转子上没有永磁体或绕组，这种结构不仅降低了开关磁阻电动机的成本，而且为其提供了高速运行的能力。开关磁阻电机在汽车、国防、工农业生产和日常生活等方面获得了广泛的应用。目前，驱动开关磁阻电动机的变换器大多使用标准半桥式变换器，每相采用两个开关和两个续流二极管，其控制的主要优点是灵活，所有相可以独立控制。但是所需要的开关数量较多，成本、损耗和可靠性都受到一定影响。一般的控制器采用位置检测器来确定转子位置信息不仅增加了系统的复杂性和成本，而且往往减小了驱动系统的可靠性，最终影响电机控制性能。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种开关磁阻电机控制装置，以解决上述技术问题。本技术提供了一种开关磁阻电机控制装置，包括电机控制单元、信号采集单元、功率变换单元及电能输入单元；电机控制单元包括电机控制器及驱动电路；信号采集单元包括电压检测电路、电流检测电路及位置观测器；位置观测器采用具有DSP及存储设备的状态空间观测器；电能输入单元通过所述功率变换单元与开关磁阻电动机电性连接，并通过电压检测电路与电机控制器电性连接；电机控制器通过驱动电路与功率变换单元电性连接；功率变换单元通过电流检测电路与电机控制器电性连接；开关磁阻电动机通过位置观测器与电机控制器电性连接；电流检测电路与位置观测器电性连接。进一步地，功率变换单元采用拓扑结构为C型转储的功率变换器。进一步地，电能输入单元包括蓄电池模块及DC-DC变换器电路，蓄电池模块与DC-DC变换器电路、功率变换器依次电性连接。进一步地，电流检测电路与功率变换器的输出端相连，驱动电路的输出端与功率变换器的受控端相连，电压检测电路与蓄电池模块的输出端相连。进一步地，电流检测电路包括霍尔电流传感器及变换电路，电压检测电路包括霍尔电压传感器及变换电路。借由上述方案，通过开关磁阻电机控制装置，采用“C型转储”拓扑结构的功率变换器，该结构的逆变器具有开关较少，并且允许独立相电流控制的优点，与传统的标准半桥式变换器相比降低了功率变换器结构的复杂程度，提高了系统的可靠性，使得控制更加简单；采用无位置检测器控制，应用状态空间观测器估算转子位置和转子转速，与传统的位置检测器相比，降低了系统的复杂性和成本，大大提高了系统的可靠性。在一些特殊环境中一旦位置检测器失效，状态空间观测器可有效地延续系统的运行。该状态空间观测器可以高精度的检测转子位置并且在全速范围内均适用。上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。附图说明图1为本技术开关磁阻电机控制装置的结构框图；图2为本技术开关磁阻电机控制装置功率变换器的拓扑结构图；图3为本技术开关磁阻电机控制装置电流检测电路的电路图；图4为本技术开关磁阻电机控制装置状态空间观测器的原理图；图5为本技术开关磁阻电机控制装置驱动电路的电路图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本技术，但不用来限制本技术的范围。参图1所示，本实施例提供了一种开关磁阻电机控制装置，包括电机控制单元、信号采集单元、功率变换单元及电能输入单元1；电机控制单元包括电机控制器9及驱动电路6；信号采集单元包括电压检测电路5、电流检测电路7及位置观测器8；位置观测器8采用具有DSP及存储设备的状态空间观测器；电能输入单元通过功率变换单元(功率变换器2)与开关磁阻电动机3电性连接，并通过电压检测电路5与电机控制器9电性连接；开关磁阻电动机3与负载4连接；电机控制器9通过驱动电路6与功率变换单元电性连接；功率变换单元通过电流检测电路7与电机控制器9电性连接；开关磁阻电动机3通过位置观测器8与电机控制器9电性连接；电流检测电路7与位置观测器8电性连接。该开关磁阻电机控制装置，采用无位置检测器控制，应用状态观测器估算转子位置和转子转速，与传统的位置检测器相比，降低了系统的复杂性和成本，大大提高了系统的可靠性。在一些特殊环境中一旦位置检测器失效，状态观测器可有效地延续系统的运行。该状态观测器可以高精度的检测转子位置并且在全速范围内均适用。在本实施例中，功率变换单元采用拓扑结构为C型转储的功率变换器9。采用“C型转储”拓扑结构的功率变换器，该结构的逆变器具有开关较少，并且允许独立相电流控制的优点，与传统的标准半桥式变换器相比降低了功率变换器结构的复杂程度，提高了系统的可靠性，使得控制更加简单。在本实施例中，电能输入单元1包括蓄电池模块及DC-DC变换器电路，蓄电池模块与DC-DC变换器电路、功率变换器2依次电性连接。在本实施例中，电流检测电路7与功率变换器2的输出端相连，驱动电路6的输出端与功率变换器2的受控端相连，电压检测电路5与蓄电池模块的输出端相连。在本实施例中，电流检测电路7包括霍尔电流传感器及变换电路，电压检测电路5包括霍尔电压传感器及变换电路。下面对本技术作进一步详细说明。如图1所示，该开关磁阻电机控制装置包括电能输入单元1、功率变换器2、开关磁阻电动机3、电压检测电路5、驱动电路6、电流检测电路7、位置观测器8、电机控制器9、控制指令10，电机控制器9通过驱动电路6与功率变换器2电性连接，功率变换器2上还连接有电能输入单元1，电能输入单元通过电压检测电路5与电机控制器9电性连接，电机控制器9还连接有电流检测电路7、位置观测器8与开关磁阻电机3建立电性连接。电能输入单元1包括蓄电池模块、DC-DC变换器电路，蓄电池模块与DC-DC变换器电路、功率变换器2依次电性连接。位置观测器8是一个状态空间观测器，包括一个高速的DSP(digitalsignalprocessing,DSP,数字信号处理器)，以及能够存储特大量数据的存储设备。功率变换器2的拓扑结构为“C型转储”。所述电流检测电路7与功率变换器2的输出端相连，驱动电路6的输出端与功率变换器IGBT的受控端相连，电压检测电路5与蓄电池的输出端相连。电流检测电路7包括霍尔电流传感器及变换电路，电压检测电路5包括霍尔电压传感器及变换电路，驱动电路6由驱动芯片构成，如图5所示，驱动电路6选用IR2110芯片，它兼有光耦隔离(体积小)和电磁隔离(速度快)的优点，是中小功率变换装置中驱动器件的首选。HIN和LIN分别为上桥臂和下桥臂的信号输入端，通道相互独立。HD和LO为上桥臂和下桥臂的输出端。通过电容C1和C2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种开关磁阻电机控制装置，其特征在于，包括电机控制单元、信号采集单元、功率变换单元及电能输入单元；/n所述电机控制单元包括电机控制器及驱动电路；/n所述信号采集单元包括电压检测电路、电流检测电路及位置观测器；所述位置观测器采用具有DSP及存储设备的状态空间观测器；/n所述电能输入单元通过所述功率变换单元与开关磁阻电动机电性连接，并通过所述电压检测电路与所述电机控制器电性连接；/n所述电机控制器通过所述驱动电路与所述功率变换单元电性连接；/n所述功率变换单元通过所述电流检测电路与所述电机控制器电性连接；/n所述开关磁阻电动机通过所述位置观测器与所述电机控制器电性连接；/n所述电流检测电路与所述位置观测器电性连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种开关磁阻电机控制装置，其特征在于，包括电机控制单元、信号采集单元、功率变换单元及电能输入单元；
所述电机控制单元包括电机控制器及驱动电路；
所述信号采集单元包括电压检测电路、电流检测电路及位置观测器；所述位置观测器采用具有DSP及存储设备的状态空间观测器；
所述电能输入单元通过所述功率变换单元与开关磁阻电动机电性连接，并通过所述电压检测电路与所述电机控制器电性连接；
所述电机控制器通过所述驱动电路与所述功率变换单元电性连接；
所述功率变换单元通过所述电流检测电路与所述电机控制器电性连接；
所述开关磁阻电动机通过所述位置观测器与所述电机控制器电性连接；
所述电流检测电路与所述位置观测器电性连接。


2.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏显贺，佟尧，李丹，
申请(专利权)人：大唐东北电力试验研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：吉林;22