一种开关磁阻电机位置信号传感器的校准系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电机控制领域，特别涉及一种开关磁阻电机控制装置，能实现开关磁阻电机位置信号传感器的调节。
[0002]本发明属于电机控制领域，特别涉及一种开关磁阻电机控制装置，能实现开关磁阻电机位置信号传感器的校准。
【背景技术】
[0003]开关磁阻电机结构简单坚固，工作可靠，效率高，由其构成的开关磁阻电动机驱动系统与传统交直流调速系统相比，具有许多优点，如:起动转矩大，调速范围宽，控制灵活，可方便实现四象限运行，具有较强的再生制动能力，在宽广的转速和功率范围内都具有高效率，有利于节能降耗;可工作于极高转速;可缺相运行，容错能力强等。
[0004]开关磁阻电机位置信号即电机转子与定子的相对位置，定子凸极与转子凸极相对时，相对位置为O，定子凸极与转子凹极相对时，相对位置为最大。位置信号传感器检测开关磁阻电机定子与转子的相对位置，转化为数字信号输出，即开关磁阻电机的位置信号。控制器通过对位置信号的采样，判断当前各相开通与否。位置信号传感器的位置是否精准，决定了位置信号采样电路对转子位置采样的精度。小型开关磁阻电机主要采用霍尔位置信号传感器或光电位置信号传感器，其本质相同。传统的检测位置信号的方法通常有两种:一是采用LCR测量仪，测量各相绕组电感值，定子凸极与转子凸极相对时电感最大。由于电机工艺问题，LCR确定的位置不是非常精确，还需要手动调节。在LCR确定的位置附近，通过比较开关磁阻电机在正转和反转时速度是否一致，判别位置信号传感器的位置是否有偏差。基于LCR的方法理论上可以判别位置信号传感器的位置是否有偏差，但是在实际工程中对于速度的比较往往通过人的主观目测，难以保证位置判别的准确度，且速度变化范围小，难以提高位置判别的精度。二是采用旋转变压器。这是一种测量角度用的小型交流电动机，可以测量旋转物体的转轴角位移和角速度。基于旋转变压器的方法位置信号准确，但是成本过高。
【发明内容】
[0005]针对上述现有技术存在的问题和不足，本发明的目的是提供一种开关磁阻电机位置信号传感器的校准系统，解决开关磁阻电机位置信号传感器位置不准的问题。
[0006]为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是:一种开关磁阻电机位置信号传感器的校准系统，位置信号传感器为三相设置，分别是A相位置信号传感器、B相位置信号传感器和C相位置信号传感器，检测电机的三相位置信号信息，位置信号传感器通过感应电机磁环上的磁场，检测开关磁阻电机定子与转子的相对位置并将其转化为数字信号输出，该数字信号就是开关磁阻电机的位置信号，控制器通过对位置信号的采样，判断当前各相开通与否，其特征在于:设置微处理器CPU、采用不对称半桥结构的功率变换器、开关电源及位置偏移判别电路，微处理器CPU包括脉宽调制PffM模块和输入输出模块1，脉宽调制PffM模块输出三相PWM驱动信号给功率变换器中的三相上开关管的栅极，控制上开关管的开通与关断，上开关管的漏极接开关电源，上开关管的源极串联某相电机定子绕组后连接下开关管的漏极，下开关管的源极接地;输入输出模块1输出三相下管控制信号给功率变换器中的三相下开关管的栅极，控制下开关管的开通与关断;位置偏移判别电路设置于三相位置信号传感器中的其中任意一相位置信号传感器的输出端，位置偏移判别电路包括电阻Rl和发光二极管Dl，电阻Rl的一端连接位置信号传感器的输出，电阻Rl的另一端连接发光二极管Dl的正极，发光二极管Dl的负极接地，根据发光二极管Dl的明灭变化，判别位置信号传感器的位置是否精准以及向哪一侧偏移及偏移程度，根据偏移情况进行手动校准;校准时，手动旋转位置信号传感器，方向为位置信号传感器偏移一侧，然后重新判断位置传感器是否校准，若仍有偏差，重复之前的手动校准，若无偏差，则校准完毕。
[0007]以A相为例，所述位置偏移判别电路设置于A相位置信号传感器的输出端，A相脉宽调制驱动信号始终为高电平，即开关磁阻电机的A相始终处于导通状态，根据磁阻最小原理，开关磁阻电机的转子被锁死在A相定子与转子的凸极相对附近，B相、C相脉宽调制驱动信号均为方波，且幅值相反，B相信号为高电平时，C相信号为低电平，B相信号为低电平时，C相信号为高电平，B、C两相间隔导通，转子在A相锁死位置左右摆动，若位置信号传感器的位置没有偏差，则发光二极管Dl变亮与变暗的时间相等，即占空比为50%;若位置信号传感器的位置偏向于B相一侧，则发光二极管Dl变亮时间长于变暗时间，即占空比大于50%，且位置信号传感器位置偏移越大，发光二极管Dl变亮的时间越长，占空比越大;若位置信号传感器的位置偏向于C相一侧，则发光二极管Dl变暗时间长于变亮时间，即占空比小于50%，且位置信号传感器位置偏移越大，发光二极管Dl变暗的时间越长，占空比越小。
[0008]本发明的优点及有益效果:本发明能够判断开关磁阻电机位置信号传感器当前位置是否准确，并且能够显示位置信号传感器向哪一侧偏移及偏移的大小，为开关磁阻电机调速控制系统提供准确的位置信息，原理和电路简单，易于实现，精度高，且成本低廉。
【附图说明】
[0009]图1为开关磁阻电机位置信号传感器校准系统的结构框图；
[0010]图2为开关磁阻电机位置信号传感器校准系统的内部结构图；
[0011]图3为开关磁阻电机位置信号传感器校准系统的三相脉宽调制驱动信号波形示意图，图中A、B、C表不开关磁阻电机的A相、B相和C相；
[0012]图4为开关磁阻电机位置信号传感器校准系统功率变换器采用的不对称半桥结构。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
[0014]如图1所示，微处理器输出三相PffM驱动信号、三相下管控制信号给功率变换器，分别控制上开关管、下开关管的开通与关断，从而控制开关磁阻电机三相的开通与关断，同时，电机上的位置信号传感器感应磁环上的磁场输出位置信号，位置偏移判别电路判别位置信号传感器位置是否精准、向哪一侧偏移及偏移程度，从而实现对开关磁阻电机位置传感器位置的调节。
[0015]如图2所示，微处理器(CPU)I包括脉宽调制模块(PWM) 11和输入输出模块(10)12，其中，输入输出模块(10)12向功率变换器3输出三相下开关管控制信号，控制下开关管的开通与关断，脉宽调制模块(PWM) 11向功率变换器3输