一种三相开关磁阻电机转子初始位置角估计方法

摘要

本发明公开了一种三相开关磁阻电机转子初始位置角估计方法，步骤如下：注入高频脉冲，实时采集相电流脉冲电流峰值、比较峰值大小、判断转子初始位置角度对应的转子位置区域，调用与该转子位置区域对应的转子初始位置角度θ_est估算数学公式并计算出转子初始位置角度；本发明能精确计算出转子位置角，并通过线性化简化了位置估计的估算数学公式，也无需在现有的开关磁阻电机系统中添加任何其他硬件，节省了成本，提供了开关磁阻电机系统的运行稳定性。

主权项

一种三相开关磁阻电机转子初始位置角估计方法，其特征在于，包括如下步骤，步骤1控制单元向功率变换器单元的开关管输入脉冲宽度为恒值的高频脉冲信号，控制开关管的开通与关断，从而控制三相开关磁阻电机的三相绕组通电与断电，在脉冲信号下降沿时刻，三相绕组中分别产生相电流脉冲电流峰值；步骤2信号采集单元采集三相开关磁阻电机绕组中的实时相电流脉冲电流峰值，即i_{A_peak}、i_{B_peak}和i_{C_peak}，并传输给控制单元；步骤3控制单元比较i_{A_peak}、i_{B_peak}和i_{C_peak}的大小关系，判断转子初始位置角度θ_est所在的转子位置区域以及转子初始起动相；当i_{A_peak}＞i_{C_peak}≥i_{B_peak}时，转子位置区域为0＜θ_est≤β/6，初始起动相为A相；当i_{C_peak}＞i_{A_peak}≥i_{B_peak}时，转子位置区域为β/6＜θ_est≤β/3；初始起动相为A相；当i_{C_peak}＞i_{B_peak}≥i_{A_peak}时，转子位置区域为β/3＜θ_est≤β/2，初始起动相为C相；当i_{B_peak}＞i_{C_peak}≥i_{A_peak}时，转子位置区域为β/2＜θ_est≤2β/3，初始起动相为C相；当i_{B_peak}＞i_{A_peak}≥i_{C_peak}时；转子位置区域为2β/3＜θ_est≤5β/6，初始起动相为B相；当i_{A_peak}＞i_{B_peak}≥i_{C_peak}时，转子位置区域为5β/6＜θ_est≤β，初始起动相为B相；其中，开关磁阻电机转子的一个凸极中心线与邻近A相绕组的定子凹槽中心线对齐，此时转子位置定义为转子0度角位置；开关磁阻电机转子从转子0度角位置起旋转了β角度，相邻的另一凸极中心线与上述定子凹槽中心线对齐，此时转子位置定义为转子β度角位置；步骤4控制单元调用转子初始位置角度θ_est所在的转子位置区域对应的转子初始位置角度θ_est估算数学公式，将转子初始位置角度θ_est估算数学公式中的变量参数i_A、i_B和i_C分别赋值为i_{A_peak}、i_{B_peak}和i_{C_peak}，得到转子初始位置角度θ_est计算值；在不同转子位置区域中，对应不同的转子初始位置角度θ_est估算数学公式，在转子位置区域0＜θ_est≤β/6中，转子初始位置角度θ_est估算数学公式为：${\theta }_{\mathrm{est}}=\beta /6-\beta /6\frac{i_A-i_C}{i_{\mathrm{peak}\_\mathrm{MAX}}-i_{E\_\mathrm{peak}}};$在转子位置区域β/6＜θ_est≤β/3中，转子初始位置角度θ_est估算数学公式为：${\theta }_{\mathrm{est}}=\beta /6+\beta /6\frac{i_C-i_A}{i_{\mathrm{peak}\_\mathrm{MAX}}-i_{E\_\mathrm{peak}}};$在转子位置区域β/3＜θ_est≤β/2中，转子初始位置角度θ_est估算数学公式为：${\theta }_{\mathrm{est}}=\beta /2-\beta /6\frac{i_C-i_B}{i_{\mathrm{peak}\_\mathrm{MAX}}-i_{E\_\mathrm{peak}}};$在转子位置区域β/2＜θ_est≤2β/3中，转子初始位置角度θ_est估算数学公式为：${\theta }_{\mathrm{est}}=\beta /2+\beta /6\frac{i_B-i_C}{i_{\mathrm{peak}\_\mathrm{MAX}}-i_{E\_\mathrm{peak}}};$在转子位置区域2β/3＜θ_est≤5β/6中，转子初始位置角度θ_est估算数学公式为：${\theta }_{\mathrm{est}}=5\beta /6-\beta /6\frac{i_B-i_A}{i_{\mathrm{peak}\_\mathrm{MAX}}-i_{E\_\mathrm{peak}}};$在转子位置区域5β/6＜θ_est≤β中，转子初始位置角度θ_est估算数学公式为：${\theta }_{\mathrm{est}}=5\beta /6+\beta /6\frac{i_A-i_B}{i_{\mathrm{peak}\_\mathrm{MAX}}-i_{E\_\mathrm{peak}}};$其中，i_A、i_B和i_C分别为代表ABC三相绕组中相电流脉冲电流峰值的变量参数，i_{peak_MAX}是任一相绕组电感值最小时产生的相电流脉冲电流峰值，i_{E_peak}是任一相绕组电感值最小时另外两相绕组中产生的相等的相电流脉冲电流峰值，i_{peak_MAX}，i_{E_peak}由信号采集单元采集。