降低铜损的开关磁阻电机开关角度自动调节方法与流程

技术特征：

1.降低铜损的开关磁阻电机开关角度自动调节方法，包括电机启动和开关角度自动调节两个过程，其特征在于：启动阶段固定开通角为θ_u，关断角为θ_a，待电机速度ω超过阈值转速ω_th后，认为电机已经可靠地启动，此时启动开关角度自动调节功能，该整体过程步骤包括：

步骤S1：设置开通角为θ_u，关断角为θ_a，启动电机，任意选定一相作为信号采集对象；

步骤S2：待上述选定相的一个电气周期结束后，检测电机速度ω，若大于阈值转速ω_th，则转到步骤S3，否则，设置开通角为θ_u，关断角为θ_a，重复该步骤；

步骤S3：启动开通角调节过程；

步骤S4：启动关断角调节过程；

步骤S5：转到步骤S2；

其中，步骤S3开通角调节过程具体包括如下步骤：

步骤A1：判断上一个电气周期内，在[θ_on,θ_m2]区间内是否有斩波，如果有，转到步骤A2，否则，转到步骤A3；

步骤A2：计算δθ_on＝θ_m2-θ_ch，转到步骤A4；

步骤A3：计算δi＝i_m2-i_cmd,δθ_on＝ωL_uδi/v；

步骤A4：δθ_on＝δθ_on/2,判断|δθ_on|是否小于位置传感器的精度值θ_step，若是，转到步骤A6，否则，转到步骤A5；

步骤A5：计算中间变量θ_t＝θ_on+δθ_on，再对θ_t进行如下所示的饱和运算：

${\mathrm{\θ}}_{on}=\left\{\begin{array}{cc}{\mathrm{\θ}}_{m1}& {\mathrm{\θ}}_t\<{\mathrm{\θ}}_{m1}\\ {\mathrm{\θ}}_t& {\mathrm{\θ}}_{m1}\≤{\mathrm{\θ}}_t\≤{\mathrm{\θ}}_{m2}\\ {\mathrm{\θ}}_{m2}& {\mathrm{\θ}}_t\>{\mathrm{\θ}}_{m2}\end{array}\right.$

步骤A6：本次开通角调节过程结束，返回进入上述步骤S4；

其中，步骤S4关断角调节过程具体包括如下步骤：

步骤B1：判断上一个电气周期内是否有斩波，如有，转到步骤B2，否则，转到步骤B3；

步骤B2：设置期望的电流归零位置θ_{q_opt}＝θ_a，计算δθ_off＝θ_{q_opt}-θ_q，转到步骤B4；

步骤B3：设置期望的电流归零位置θ_{q_opt}＝θ_n2，计算δθ_off＝(θ_{q_opt}-θ_q)/2；

步骤B4：计算δθ_off＝δθ_off/2，判断|δθ_off|是否小于位置传感器的精度值θ_step，若是，转到步骤B6，否则，转到步骤B5；

步骤B5：计算中间变量θ_t＝θ_off+δθ_off，再对θ_t进行如下所示的饱和运算：

${\mathrm{\θ}}_{off}=\left\{\begin{array}{cc}({\mathrm{\θ}}_{m2}+{\mathrm{\θ}}_{n1})/2& {\mathrm{\θ}}_t\<({\mathrm{\θ}}_{m2}+{\mathrm{\θ}}_{n1})/2\\ {\mathrm{\θ}}_t& ({\mathrm{\θ}}_{m2}+{\mathrm{\θ}}_{n1})/2\≤{\mathrm{\θ}}_t\≤{\mathrm{\θ}}_{n1}\\ {\mathrm{\θ}}_{n1}& {\mathrm{\θ}}_t\>{\mathrm{\θ}}_{n1}\end{array}\right.$

步骤B6：本次关断角调节过程结束，返回进入上述步骤S5；

上述方法中，θ_on为开通角；θ_off为关断角；θ_u为定子凸极和转子凸极不对齐位置；θ_a为定子凸极和转子凸极对齐位置；θ_step为角度阈值；θ_{q_opt}为期望的电流归零位置；θ_q为实际的电流归零位置；θ_ch为出现第一次斩波时的位置；θ_m1是转子凸极和定子凸极从部分重叠区域切换到无重叠区域的位置，θ_m2是转子凸极和定子凸极从无重叠区域切换到部分重叠区域的位置，θ_n1是转子凸极和定子凸极从部分重叠区域切换到完全重叠区域的位置，θ_n2是转子凸极和定子凸极从完全重叠区域切换到部分重叠区域的位置；ω为转速；ω_th为转速阈值；i_cmd为电流命令；i_m2为θ_m2处电流；L_u为不对齐位置电感；v为导通时的相电压；T为转矩。

2.权利要求1所述自动调节方法的实现方法，基于比较器和微控制器MCU，其特征在于，包括变量的获取和计算：

(1)变量的获取：

通过电压和电流传感器采集到的电压和电流分别为v_phA和i_phA，经过MCU的内置A/D转换器转换后得到调节过程计算所需数字变量v和i_m2；

i_cmd和i_phA经比较器比较得斩波信号Chop_A，θ是电机转子位置信号，由位置传感器得到；

MCU的内置A/D转换器将输入的模拟信号i_cmd进行A/D转换，得到计算所需数字量i_cmd；将信号θ和Chop_A输入MCU的定时/计数器单元，判断得到[θ_on,θ_m2]区间内是否有斩波、选定相一个电气周期内是否有斩波、选定相一个电气周期是否结束，获取ω、θ_u、θ_a、θ_ch值；将定时/计数器单元和A/D转换器单元的控制相关联，获取i_m2、θ_q值；

ω_th、θ_step预先设定，θ_m1、θ_m2、θ_n1、L_u、θ_n2是已知的电机参数；

(2)计算：按照所述自动调节方法进行计算，编制程序在MCU中执行即可实现。