一种开关磁阻电机磁链特性在线测量方法
【专利摘要】本发明提出一种新的SRM磁链特性测量方法，它无需分度头和夹紧装置，只需将用于测量的控制器接入开关磁阻电机调速系统(SRD)，控制其运行一段时间，就可以在现场在线自动获取SRM的磁链特性。而且所得结果数据直接保存在控制器中，可以直接为控制程序所使用,本方法可以直接在工业现场，不需要将电机从工作现场搬移至专业实验室进行测量，而是在工作现场实现在线测量，工作量小，操作方便。
【专利说明】一种开关磁阻电机磁链特性在线测量方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及开关磁阻电机（SRM)领域，尤其涉及开关磁阻电机的磁链特性测量。
【背景技术】
[0002] 开关磁阻电机（SwitchedReluctanceMotor,简称SRM)的磁链特性是实现其优化 控制的主要依据。由于SRM的双凸极结构和磁路饱和性质，导致其磁链特性呈现高度的非 线性，一般无法通过解析计算获取实用的磁链特性。
[0003]目前获取SRM磁链特性的方法主要有有限元法（FEA)、直接测量方法和间接测量 方法。
[0004] (1)有限元法：磁链可以通过专业的软件和详细的开关磁阻电机设计数据计算得 至|J。然而专业的软件是很昂贵的，而且SRM设计数据用户通常是无法得到的。另一方面，FEA 的计算过程很耗时，并且计算结果精度在很大程度上依赖于对有限元网格的具体划分。
[0005] (2)直接测量方法：直接测量方法是借助安装在电机上的磁传感器测量磁通密度 来获得磁链。
[0006] (3)间接测量方法：间接测量方法的思想就是通过其它容易测量的变量来计算磁 链。这些变量通常是电压、电流和电阻，其测量相对比较方便，所以间接测量方法被普遍使 用。间接测量方法可以被归纳为测试线圈法、电压脉冲注入法和转矩法。
[0007] 以上各方法中直接测量方法借助磁传感器测量磁链，价格昂贵，在实际中使用较 少。间接测量方法通过测量电压和电流等其它量进行计算，间接得到电机的磁链特性。其 测量过程为：
[0008] (1)使用一个机械定位装置（通常是分度头）精确定位转子位置，并使用夹紧装置 将转子固定；
[0009] (2)对绕组通电，测量电压和电流，计算得到该位置的磁链。
[0010](3)改变转子位置，重复上述步骤（1)和（2)，获取完整的SRM磁链特性。
[0011] 在实际操作中发现，该方法对夹紧装置的要求较高，在较大转矩的情况下会夹住 的转子仍然会滑动，影响了测量精度，其原因可从SRM的转矩方程分析得到。SRM的转矩方 程Te可表示为
【权利要求】
1. 一种开关磁阻电机磁链特性在线测量方法，其特征在于：包括建立基于开关磁阻电 机磁链特性数据的数学模型、采用相应的信号检测和处理手段， 所述建立数学模型包括： 描述相电流i和转子位置角度e的函数的式1: =1*[u(i)-ri(l)]dt +-mej? 其中，eu是转子非对齐位置，0a是转子对齐位置，0"是主开关器件的开通角，0#是 转子介于0"和ea之间的任意位置角度，t#是对应转子位置e#的瞬时时刻，V是磁链，r 是相电阻，u是相电压，i是相电流； 用于求解磁链的电压、电流值是由电压、电流检测电路所得，不同时刻电压、电流值是 离散信号，计算磁链的式2:
其中△ t是相邻两个采样点的时间间隔，p是与第时刻相对应的采样点，采样点1对 应的时间是t = O ; 所述方法包括如下步骤： A. 控制器输出参考电流值iMf与相电流i相比较，并结合当前的转子位置e输出开关 信号给功率变换器，SRM通电后带动负载转动； B. 磁链计算模块检测相电压u、电流i和转子位置0，进行计算得到一条位于iMf附近 的磁链特性曲线； 所述步骤B用于求解磁链的电压、电流值是由电压、电流检测电路所得，不同时刻电 压、电流值是离散信号，如式2计算磁链的离散公式； 在线计算时，电压和电流值经过模数转换器ADC转换后通过直接存储器存取DM方 式缓存到数组中，在双ADC模式下进行连续采样，设置缓冲区，采样分别是相电流、相电压， ADC的缓冲区为双倍采样路数的存储单元以记录当前时刻和前一时刻的电流、电压值，利用 控制器DM功能对ADC转换值读取； C. 控制器调节iMf值，使其从接近O值逐渐增加，并在每一个输出值上保持一段时间以 进行磁链计算，直至iMf达到电机的额定电流值，获得式IV (i，9)数据。
2. -种权利要求1所述的开关磁阻电机磁链特性在线测量方法，其特征在于：所述步 骤C所获数据保存于控制器中，供控制器直接使用。
3. -种权利要求1所述的开关磁阻电机磁链特性在线测量方法，其特征在于：所述步 骤C所获数据通过控制器的串行通信口将其传送到PC机供外部使用。
【文档编号】G01R33/12GK104330755SQ201410425778
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年8月26日 优先权日:2014年8月26日
【发明者】陈海进, 李跃辉 申请人:南通大学