本发明专利技术开关磁阻电机的角度位置检测器与检测方法属于机电类的开关磁阻电机领域，特别涉及一种开关磁阻电机角度控制的位置检测器及检测方法。角度位置检测器具有N个静止的传感器和一个旋转的感应器；传感器采用光电传感器或磁敏传感器。当采用光电传感器时，感应器的结构为爪形结构，即感应器是齿和齿槽宽度不相等的爪形遮光盘，其齿的极弧角β根据控制策略所要求的最佳开通角来确定。当采用磁敏传感器时，感应器的结构为盘形结构；检测方法是通过改变感应器的极弧角来获得控制策略所需的开通角来进行位置检测。本发明专利技术提供了一种结构简单、实现方便、坚固可靠的角度位置检测器，可显著改善开关磁阻电机的电流波形，提高电机的效率，减小振动和噪声。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于机电类的开关磁阻电机领域，特别涉及一种开关磁阻电机角度控制的 位置检测器及检测方法。
技术介绍
开关磁阻电动机传动系统是一种新型机电一体化交流调速系统，主要由开关磁阻 电动机、功率变换器、控制器和位置检测器四部分组成。其中，位置检测的目的是确定电机 定子与转子的相对位置，作为控制功率变换器主开关器件通断的依据。目前，开关磁阻电机 传动系统普遍采用光敏式位置检测器，它是由固定在定子上的光电传感器和与转子同轴旋 转的感应器(俗称遮光盘)组成的。光电传感器通常是U型结构，其发射器即发光二极管， 接收器即光敏三极管，它们分别位于U型槽的两侧，并形成一个光轴，当物体经过U型槽且 阻断光轴时，光电传感器就产生开关信号。感应器有齿和齿槽，其齿、齿槽数等于转子极数。 感应器的齿或齿槽通过光电传感器的U型槽，就使光敏元件导通或关断，产生包含转子位 置信息的周期性脉冲信号。由于现有检测器均采用齿和齿槽宽度相等的感应盘，每个光电 传感器产生的脉冲信号的高低电平宽度相等。相隔一定角度的N路位置脉冲组合，如四相 电机N = 2，三相电机N= 3，在一个通电周期内产生2N种宽度均勻的位置信号状态。这种 位置检测器能够确定各相绕组的通断时刻，但不能用于开关磁阻电机的角度控制。同时，这 种检测器检测到的绕组换相时刻也不是最佳的开断时刻。对于三相12/8极开关磁阻电动机，安放在定子上的三个光电传感器在空间依次 相差15° +kX45°机械角度(k = 0，l，2，…)，其中第一个光电传感器的光轴与某相的一 个磁极中心重合。感应器为8齿8齿槽结构，齿和齿槽各占22.5°。为了方便定位，感应 器的齿中心与转子极中心对齐。其位置信号每隔7. 5°机械角度即60°电角度，发生一次 跳变。在一个通电周期内，位置信号有6种状态。由此位置信号控制的各相绕组的开通角 为3. 75°机械角度即30°电角度，关断角为18.75°机械角度即150°电角度。由于开通 角较大，绕组电流的上升时间不足，致使电机产生有效转矩的时间短，产生一定转矩所需的 电流峰值大，并在续流期间产生较大的反向转矩，造成电机运行效率不高，且会产生很大的 振动。为解决上述位置检测器确定的开通角较大的问题，有人将光电传感器整体旋转一个 机械角度，但这又使位置信号逻辑在正、反方向不对称，影响电机的正、反转性能。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术难题是克服现有检测方法的不足，对现有位置检测器难以检 测到绕组的最佳换相时刻、且位置信号不能用于开关磁阻电机的角度控制等技术难题，采 用通过改变感应器极宽获得控制策略所需的开通角的方法，为开关磁阻电机提供一种结构 简单、实现方便、坚固可靠的角度位置检测器。本专利技术采用的技术方案是一种开关磁阻电机的角度位置检测器，其特征是，角度 位置检测器具有N个静止的传感器和一个旋转的感应器；传感器采用光电传感器或磁敏传感器；(1)当采用光电传感器时，感应器5的结构为爪形结构，即感应器5是齿和齿槽宽 度不相等的爪形遮光盘，其齿的极弧角β根据控制策略所要求的开通角来确定；PCB板6 和绝缘支撑7依次通过定位螺钉4安装在电机的端盖3上，PCB板6上等距顺序间隔依次 安装有第一、第二、…、第N传感器Si、S2、…、SN，第一传感器Sl的轴线与电机某相的一 个磁极中心对齐；第一、第二、…、第N传感器S1、S2、…、SN中，相邻两个传感器轴线间的 夹角α相等；感应器5的齿数等于转子极数，感应器5通过平键2安装在电机轴1上，保证 感应器5的齿中心与转子极中心对齐；(2)当采用磁敏传感器时，感应器的结构为盘形结构，此时，感应器由圆形转盘8 和粘贴在圆心转盘8上的永磁磁极9组成，永磁磁极9的极数等于电机的转子极数，永磁磁 极9的极弧角β根据控制策略所要求的开通角来确定；圆形转盘8通过平键2安装在电机 轴1上，永磁磁极9的中心与电机的极中心对齐；采用N个磁敏传感器作为第一、第二、…. 第N传感器S1、S2、’"SN，第一、第二、…第N传感器S1、S2、…SN被直接安装在电机的端 盖3上，第一传感器Sl的中心对齐某相的一个磁极中心；第一、第二、…、第N传感器Si、 S2、…、SN中，相邻两个传感器轴线间的夹角α相等。所述的一种开关磁阻电机的角度位置检测器，其采用的检测方法特征是，通过改 变感应器的极弧角来获得控制策略所要求的开通角的方法进行位置检测；当电机的相数m为偶数时，采用的传感器个数Y = j ;，当电机的相数m为奇数时，采用的传感器个数N = m ；在角度位置检测器中将端盖3作为定子，第一、第二、…、第N传感器S 1、S2、…SN中，在(1 ^ 360。空间相邻器轴线间的夹角α相等权利要求1.一种开关磁阻电机的角度位置检测器，其特征是，角度位置检测器具有N个静止的 传感器和一个旋转的感应器；传感器采用光电传感器或磁敏传感器；(1)当采用光电传感器时，感应器(5)的结构为爪形结构，即感应器(5)是齿和齿槽宽 度不相等的爪形遮光盘，其齿的极弧角β根据控制策略所要求的开通角来确定；PCB板(6) 和绝缘支撑(7)依次通过定位螺钉⑷安装在电机的端盖(3)上，PCB板(6)上等距顺序 间隔依次安装有第一、第二、…、第N传感器(S1、S2、…、SN)，第一传感器(Si)的轴线与 电机某相的一个磁极中心对齐；第一、第二、…、第N传感器(S1、S2、…、SN)中，相邻两个 传感器轴线间的夹角α相等；感应器(5)的齿数等于转子极数，感应器( 通过平键(2) 安装在电机轴(1)上，保证感应器(5)的齿中心与转子极中心对齐；(2)当采用磁敏传感器时，感应器的结构为盘形结构，此时，感应器由圆形转盘(8)和 粘贴在圆心转盘(8)上的永磁磁极(9)组成，永磁磁极(9)的极数等于电机的转子极数，永 磁磁极(9)的极弧角β根据控制策略所要求的开通角来确定；圆形转盘(8)通过平键(2) 安装在电机轴(1)上，永磁磁极(9)的中心与电机的极中心对齐；采用N个磁敏传感器作为 第一、第二、···.第N传感器(S1、S2、"ΑΝ)，第一、第二、…第N传感器(S1、S2、…SN) 被直接安装在电机的端盖C3)上，第一传感器(Si)的中心对齐某相的一个磁极中心；第一、 第二、…、第N传感器(S1、S2、…、SN)中，相邻两个传感器轴线间的夹角α相等。2.如权利要求1所述的一种开关磁阻电机的角度位置检测器，其采用的检测方法特征是，通过改变感应器的极弧角来获得控制策略所要求的开通角的方法进行位置检测；当电m机的相数m为偶数时，采用的传感器个数^V = j ；，当电机的相数m为奇数时，采用的传感器个数N = m;在角度位置检测器中将端盖C3)作为定子，第一、第二、…、第N传感器(Si、(1 ) 360°S2、-SN)中，在空间相邻的两个传感器轴线间的夹角α相等全文摘要本专利技术属于机电类的开关磁阻电机领域，特别涉及一种开关磁阻电机角度控制的位置检测器及检测方法。角度位置检测器具有N个静止的传感器和一个旋转的感应器；传感器采用光电传感器或磁敏传感器。当采用光电传感器时，感应器的结构为爪形结构，即感应器是齿和齿槽宽度不相等的爪形遮光盘，其齿的极弧角β根据控制策略所要求的最佳开通角来确定。当采用磁敏传感器时，感应器的结本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种开关磁阻电机的角度位置检测器，其特征是，角度位置检测器具有Ｎ个静止的传感器和一个旋转的感应器；传感器采用光电传感器或磁敏传感器；（１）当采用光电传感器时，感应器（５）的结构为爪形结构，即感应器（５）是齿和齿槽宽度不相等的爪形遮光盘，其齿的极弧角β根据控制策略所要求的开通角来确定；ＰＣＢ板（６）和绝缘支撑（７）依次通过定位螺钉（４）安装在电机的端盖（３）上，ＰＣＢ板（６）上等距顺序间隔依次安装有第一、第二、…、第Ｎ传感器（Ｓ１、Ｓ２、…、ＳＮ），第一传感器（Ｓ１）的轴线与电机某相的一个磁极中心对齐；第一、第二、…、第Ｎ传感器（Ｓ１、Ｓ２、…、ＳＮ）中，相邻两个传感器轴线间的夹角α相等；感应器（５）的齿数等于转子极数，感应器（５）通过平键（２）安装在电机轴（１）上，保证感应器（５）的齿中心与转子极中心对齐；（２）当采用磁敏传感器时，感应器的结构为盘形结构，此时，感应器由圆形转盘（８）和粘贴在圆心转盘（８）上的永磁磁极（９）组成，永磁磁极（９）的极数等于电机的转子极数，永磁磁极（９）的极弧角β根据控制策略所要求的开通角来确定；圆形转盘（８）通过平键（２）安装在电机轴（１）上，永磁磁极（９）的中心与电机的极中心对齐；采用Ｎ个磁敏传感器作为第一、第二、…．第Ｎ传感器（Ｓ１、Ｓ２、…ＳＮ），第一、第二、…第Ｎ传感器（Ｓ１、Ｓ２、…ＳＮ）被直接安装在电机的端盖（３）上，第一传感器（Ｓ１）的中心对齐某相的一个磁极中心；第一、第二、…、第Ｎ传感器（Ｓ１、Ｓ２、…、ＳＮ）中，相邻两个传感器轴线间的夹角α相等。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：孙建忠，白凤仙，孙斐然，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：91
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