一种开关磁阻电机无速度传感器控制方法与流程

本发明涉及电机转速控制技术领域，具体为一种开关磁阻电机无速度传感器控制方法。

背景技术：

开关磁阻电机是一种新型调速电机，调速系统兼具直流、交流两类调速系统的优点，是继变频调速系统、无刷直流电动机调速系统的最新一代无极调速系统。它的结构简单坚固，调速范围宽，调速性能优异，且在整个调速范围内都具有较高效率，系统可靠性高。主要有开关磁阻电机、功率变换器、控制器与位置检测器四部分组成。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。

现如今，开关磁阻电机的应用和发展取得了明显的进步，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，功率范围从10w到5mw，最大速度高达100,000r/min。

开关磁阻电机是一种新型电机，比较适合用于车辆驱动，特别是能方便的进行能量回收。但该技术没有得到推广应用，主要是由于市场上还没有专用于车辆车轮毂电机的控制器及控制方法，不能有效实现对开关磁阻电机的控制。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种开关磁阻电机无速度传感器控制方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种开关磁阻电机无速度传感器控制方法,包括控制单元、位置检测单元、pwm发生单元和驱动单元，所述控制单元分别连接位置检测单元、pwm发生单元，所述pwm发生单元连接驱动单元，还包括电压传感器和电流传感器，所述电压传感器和电流传感器分别连接控制单元；

所述pwm发生单元包括pwm输入端、正弦波输出端、电阻a、电阻b和电阻c，所述电阻a一端连接pwm输入端，另一端分别连接电阻b一端和电容a一端，所述电阻b另一端分别连接电容b一端、电阻c一端和正弦波输出端，所述电容a另一端分别连接电容b另一端、电阻c另一端并接地。

优选的，所述位置检测单元包括第一电位器、第二电位器、第一运算放大器、第二运算放大器和与门电路；所述第一电位器一端接电源端，另一端连接第一运算放大器正极输入端；所述第二电位器一端接电源端，另一端连接第二运算放大器负极输入端，所述第一运算放大器负极输入端连接第二运算放大器正极输入端，所述第一运算放大器和第二运算放大器输出端连接与门电路，所述与门电路连接计数cpu芯片。

优选的，所述电压传感器和电流传感器均采用霍尔传感器。

优选的，其特征在于：包括以下步骤：

a、电流传感器和电压传感器分别采集开关磁阻电机绕组电压和电流信号并发送至控制单元；

b、同时位置检测单元精确采集开关磁阻电机绕组电流，并发送至控制单元；

c、控制单元对采集的电压和电流信号进行分析处理，并且精确判断出开关磁阻电机转子位置；

d、之后控制单元向pwm发生单元发送控制指令，pwm发生单元对信号进行滤波处理后，输出幅度可调的稳定正弦波至驱动单元；

e、驱动单元随即调节开关磁阻电机的转速。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）本发明能够实现对开关磁阻电机转速的精确控制，且抗干扰能力强，提高了开关磁阻电机运行的稳定性。

（2）本发明采用的pwm发生单元抗干扰能力强，能够输出平滑并且幅度可调的稳定的正弦波，波形更加平滑，进一步提高了电机转速控制精确性。

（3）本发明采用的位置检测单元，能够精确检测三相绕组电流，从而精确判断电机转子位置。

附图说明

图1为本发明控制原理框图；

图2为本发明pwm发生单元原理图；

图3为本发明位置检测单元原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种开关磁阻电机无速度传感器控制方法,包括控制单元1、位置检测单元2、pwm发生单元3和驱动单元4，所述控制单元1分别连接位置检测单元2、pwm发生单元3，所述pwm发生单元3连接驱动单元4，还包括电压传感器5和电流传感器6，所述电压传感器5和电流传感器6分别连接控制单元1，电压传感器5和电流传感器6均采用霍尔传感器；

所述pwm发生单元3包括pwm输入端7、正弦波输出端8、电阻a1a、电阻b2a和电阻c3a，所述电阻a1a一端连接pwm输入端7，另一端分别连接电阻b2a一端和电容a1b一端，所述电阻b2a另一端分别连接电容b2b一端、电阻c3a一端和正弦波输出端8，所述电容a1b另一端分别连接电容b2b另一端、电阻c3a另一端并接地。本发明采用的pwm发生单元抗干扰能力强，能够输出平滑并且幅度可调的稳定的正弦波，波形更加平滑，进一步提高了电机转速控制精确性。

本发明中，位置检测单元2包括第一电位器9、第二电位器10、第一运算放大器11、第二运算放大器12和与门电路13；所述第一电位器9一端接电源端，另一端连接第一运算放大器11正极输入端；所述第二电位器10一端接电源端，另一端连接第二运算放大器12负极输入端，所述第一运算放大器11负极输入端连接第二运算放大器12正极输入端，所述第一运算放大器11和第二运算放大器12输出端连接与门电路13，所述与门电路13连接计数cpu芯片14。本发明采用的位置检测单元，能够精确检测三相绕组电流，从而精确判断电机转子位置。

本发明控制方法包括以下步骤：

a、电流传感器和电压传感器分别采集开关磁阻电机绕组电压和电流信号并发送至控制单元；

b、同时位置检测单元精确采集开关磁阻电机绕组电流，并发送至控制单元；

c、控制单元对采集的电压和电流信号进行分析处理，并且精确判断出开关磁阻电机转子位置；

d、之后控制单元向pwm发生单元发送控制指令，pwm发生单元对信号进行滤波处理后，输出幅度可调的稳定正弦波至驱动单元；

e、驱动单元随即调节开关磁阻电机的转速。

综上所述，本发明能够实现对开关磁阻电机转速的精确控制，且抗干扰能力强，提高了开关磁阻电机运行的稳定性。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种开关磁阻电机无速度传感器控制方法，包括控制单元、位置检测单元、PWM发生单元和驱动单元，控制单元分别连接位置检测单元、PWM发生单元，PWM发生单元连接驱动单元，还包括电压传感器和电流传感器，电压传感器和电流传感器分别连接控制单元，本发明能够实现对开关磁阻电机转速的精确控制，且抗干扰能力强，提高了开关磁阻电机运行的稳定性。

技术研发人员：熊树;杨裕翠;何广明;孙红兵
受保护的技术使用者：淮阴师范学院
技术研发日：2017.11.23
技术公布日：2018.04.06