一种开关磁阻电机的低速控制方法技术

一种开关磁阻电机的低速控制方法，其特征在于包括有如下步骤：一、程序开始，检测电机是否正常启动；二、初始化设置；三、计时器t

【技术实现步骤摘要】
一种开关磁阻电机的低速控制方法
本专利技术涉及开关磁阻电机
，特别是一种开关磁阻电机的低速控制方法。
技术介绍
开关磁阻电机(SRM)是一种结构简单坚固的新型调速电机，其调速范围宽，系统可靠性高。开关磁阻电机主要有电机实体、功率变换器、控制器与位置检测器等部分组成，控制器内包含功率变换器和控制电路，而转子位置检测器则安装在电机的一端。目前，开关磁阻电机已成功地应用于电动车驱动、通用工业、家用电器和纺织机械等各个领域，尤其在料理机产品中(如高速破壁机)，其往往需要达到10000rpm(rpm＝转/分钟)左右的高转速，而且要求能够实现快速启动，采用传统的电机根本无法实现；而开关磁阻电机的转子结构形式对转速限制小，可制成高转速电动机，并且，开关磁阻电机的转子转动惯量小，在电流每次换相时又可以改变相匝转矩的大小和方向，因而系统有良好的动态响应，开关磁阻电机的特性使其特别适合应用于料理机产品。但是，料理机产品除了工作在高速运转状态之外，常常还需要工作在低速运转状态下(如低速和面)，但在低速揉面过程中，由于刀片不断接触面团，容易引起转矩突变，使得电机的输出转矩脉动大，造成产品在低速运转时的转速不稳定(通常要求低速揉面时的转速稳定在100rpm)，工作时产生的噪声和震动也大。现有技术中，如已有的专利技术专利申请201310152752.5《一种开关磁阻电机的低速控制算法》公开了一种开关磁阻电机的低速控制算法，其特征在于：实现开关磁阻电机低转速区域的分段控制，具体步骤为：开关磁阻电机初始起动和小于200RPM极低速阶段采用开环步进控制，从而使开关磁阻电机顺利起动和维持极低速运行；在200RPM以上、最小连续脉宽转速以下的电机低速阶段，采用单双拍交替导通的六拍导通的闭环控制；负载高时自动采用固定PWM频率控制；负载低时固定功率变换器开关器件的开通时间，动态改变关断时间，实现开关磁阻电机在低速阶段能够平稳调速。上述专利虽然涉及开关磁阻电机的低速控制方法，但是，该专利中的低速控制方法需要判断低速阶段负载的变化来采用合适的控制方式，其本质是为了解决如何实现开关磁阻电机在低速下保持连续运转，同时实现在低速运转下的平稳调速，调节方式相对复杂，而且，该专利并不能很好的解决现有技术中针对料理机产品在低速和面工作状态下的转速不稳定以及转矩脉冲大的问题。综上所述，当前还有待于对开关磁阻电机的低速控制方法作出进一步的完善和改进。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种电机效率高且使得电机转速稳定的开关磁阻电机的低速控制方法，该低速控制方法使得电机在转矩突变时的抗扰动性能提高，适用于料理机在低速运行时的特性。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种开关磁阻电机的低速控制方法，其特征在于，包括有如下步骤：步骤一、程序开始，检测电机是否正常启动，如是，则继续执行下一步骤；如否，则提示电机启动故障，并循环本步骤；步骤二、根据电机低速运行时的预设目标转速Vset，计算电机的固定换向时间Tfix，设定窗口长度限制时间Tlimit，初始化设置实时换向时间TC和延迟换向时间TD；其中，固定换向时间Tfix为在预设目标转速Vset下两个相邻外部中断的理论时间差；窗口长度限制时间Tlimit为预设常量；实时换向时间TC为电机换向后再次接收到外部中断所需要的实际时间；延迟换向时间TD为引入负转矩的时间；步骤三、计时器tC清零，重新开始计时；步骤四、判断是否有外部中断，如有，则继续下一步骤；如无，则跳转到步骤十；步骤五、实时检测获得两个相邻外部中断的实际时间差Texti，并由此计算获得电机当前的实时转速Vrt和实时输出占空比Drt；步骤六、根据实时输出占空比Drt，求得实时换向时间TC；步骤七、判断步骤六得到的实时换向时间TC是否大于设定窗口长度限制时间Tlimit，如是，则继续下一步骤；如否，则跳转到步骤九；步骤八、设定延迟换向时间TD＝Tfix－TC，跳转到步骤十；步骤九、设定延迟换向时间TD＝Tlimit，跳转到步骤十；步骤十、获取转子当前位置，电机延迟TD时间后换向，且实时换向时间TC清零；步骤十一、判断计时器tC的累计时长是否大于设定的最大换向时间Tmax，如是，则继续下一步骤；如否，则返回步骤三；步骤十二、实时输出占空比Drt每隔t毫秒增加n％，返回步骤三；其中，t和n均为预设常量值。为了限制引入的负转矩大小，使得电机效率提高，作为优选，所述的窗口长度限制时间Tlimit的取值范围宜为：1/2Tfix≤Tlimit≤4/5Tfix，Tlimit值越大，电机效率越高，Tlimit值小，对抗负载扰动能力越好，实际以选择Tlimit＝1/2Tfix为较优值。为了防止干扰信号的影响，避免因信号波动引起占空比的频繁切换，保证电机运行的稳定性，作为优选，所述的最大换向时间Tmax的取值范围为：1.2Tfix≤Tmax≤1.5Tfix。作为优选，所述步骤十二中的t的取值范围为：0.5≤t≤5；所述步骤十二中的n的取值范围为：0.05≤n≤0.2。通过占空比的逐渐增加可以保证电机在负载阻力较大情况下的正常连续转动，又能避免占空比过大造成的能源浪费。所述步骤五中求取实时占空比的计算方法可以采用现有技术中的各种算法实现，优选地，可以采用传统PID调节算法或神经元自适应算法或模糊控制算法。作为优选，所述步骤一中检测电机是否正常启动的方法包括如下步骤：(1.1)、定时器T1开启，位置传感器检测转子当前位置，设定导通绕组；(1.2)、判断定时器T1的累计时长是否大于设定的最大累计时间Ttotal，如是，则继续执行下一步骤；如否，则跳转到步骤(1.4)；(1.3)、启动占空比Dstart每隔t毫秒增加n％；其中，t和n均为预设常量；(1.4)、判断是否有外部中断，如有，则执行下一步骤；如否，则返回步骤(1.2)；(1.5)、位置传感器检测转子当前位置，导通绕组换向；(1.6)、定时器T1清零，电机正常启动。作为优选，所述启动占空比Dstart的初始值可以设置为0.01。作为优选，所述步骤(1.3)中的t的取值范围为：0.5≤t≤5。作为优选，所述步骤(1.3)中的n的取值范围为：0.05≤n≤0.2。作为优选，所述最大累计时间Ttotal的取值范围为：1.2Tfix≤Ttotal≤1.5Tfix。本实施例的开关磁阻电机为四相8/6级开关磁阻电机，针对四相8/6级开关磁阻电机的电机结构，相应地，所述电机转子的当前位置由设置于电机上的位置传感器检测获得，所述的位置传感器包括有透射式传感器和遮光盘；其中，所述的透射式传感器有两个且分别设置于定子上相邻的a+凸极和d-凸极上，所述的遮光盘为设置于转子轴上的盘片，该遮光盘包括有与转子的凸极和凹槽在数量及形状上相匹配的齿槽结构。如果采用其他结构的开关磁阻电机，则位置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种开关磁阻电机的低速控制方法，其特征在于，包括有如下步骤：/n步骤一、程序开始，检测电机是否正常启动，如是，则继续执行下一步骤；如否，则提示电机启动故障，并循环本步骤；/n步骤二、根据电机低速运行时的预设目标转速V

【技术特征摘要】
1.一种开关磁阻电机的低速控制方法，其特征在于，包括有如下步骤：
步骤一、程序开始，检测电机是否正常启动，如是，则继续执行下一步骤；如否，则提示电机启动故障，并循环本步骤；
步骤二、根据电机低速运行时的预设目标转速Vset，计算电机的固定换向时间Tfix，设定窗口长度限制时间Tlimit，初始化设置实时换向时间TC和延迟换向时间TD；
其中，固定换向时间Tfix为在预设目标转速Vset下两个相邻外部中断的理论时间差；窗口长度限制时间Tlimit为预设常量；实时换向时间TC为电机换向后再次接收到外部中断所需要的实际时间；延迟换向时间TD为引入负转矩的时间；
步骤三、计时器tC清零，重新开始计时；
步骤四、判断是否有外部中断，如有，则继续下一步骤；如无，则跳转到步骤十；
步骤五、实时检测获得两个相邻外部中断的实际时间差Texti，并由此计算获得电机当前的实时转速Vrt和实时输出占空比Drt；
步骤六、根据实时输出占空比Drt，求得实时换向时间TC；
步骤七、判断步骤六得到的实时换向时间TC是否大于设定窗口长度限制时间Tlimit，如是，则继续下一步骤；如否，则跳转到步骤九；
步骤八、设定延迟换向时间TD＝Tfix－TC，跳转到步骤十；
步骤九、设定延迟换向时间TD＝Tlimit，跳转到步骤十；
步骤十、获取转子当前位置，电机延迟TD时间后换向，且实时换向时间TC清零；
步骤十一、判断计时器tC的累计时长是否大于设定的最大换向时间Tmax，如是，则继续下一步骤；如否，则返回步骤三；
步骤十二、实时输出占空比Drt每隔t毫秒增加n％，返回步骤三；其中，t和n均为预设常量值。


2.根据权利要求1所述的开关磁阻电机的低速控制方法，其特征在于：所述的窗口长度限制时间Tlimit的取值范围为：1/2Tfix≤Tlimit≤4/5Tfix。


3.根据权利要求1所述的开关磁阻电机的低速控制方法，其特征在于：所述的最大换向时间Tmax的取值范围为：1.2Tfix≤Tmax≤1.5Tfix。


4.根据权利要求1所述的开关磁阻电机的低速控制方法，其特征在于：所述步骤十二中的t的取值范围为：0.5≤t≤5。


5.根据权利要求1所述的开关磁阻电机的低速控制方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜杉杉，
申请(专利权)人：宁波方太厨具有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33