[发明专利]开关磁阻电机绕组电压的检测电路与检测方法

权利要求书

1.一种开关磁阻电机的绕组瞬时电压检测电路，其特征是，作为开关磁阻电机控制系统一部分的检测电路，其绕组电压不是通过直接检测绕组两端的电压来获得，而是通过直流母线电压检测电路(2)检测功率变换器(3)的直流母线电压，并通过微控制器(1)判别开关磁阻电机(4)的绕组的工作状态来获得；微控制器(1)在判别绕组的工作状态时，需要借助其PWM口的电平和电流传感器及其信号调理电路(5)的三相绕组电流信号；直流母线电压检测电路(2)由一级差分放大电路和一级滤波电路组成，分压电阻(R1、R2)将直流母线正极(P)对控制地(GND)的电压分压后输入到运算放大器(A)的同相端，分压电阻(R3、R4)将直流母线负极(N)对控制地(GND)的电压分压后，输入到运算放大器(A)的反相端，运算放大器(A)通过差分放大得到直流母线电压的检测值，运算放大器(A)的输出经过滤波电阻(R5)、滤波电容(C3)阻容滤波后送入微控制器(1)的模数转换口(ADC0)；电路参数中取分压电阻R1＝R3，且分压电阻(R1、R3)≥2MΩ；分压电阻R2＝R4；分压电阻(R2、R4)的阻值根据检测电路的输出电压U_AD选取，使U_AD的范围满足微控制器的要求；取滤波电容C1＝C2＝C3＝330pF，滤波电阻R5＝1kΩ；直流母线电压检测电路(2)的输出电压U_AD为

UAD=R2R1+R2(UP-UN)=R2R1+R2Udc---(1)]]>

式中，U_dc为直流母线电压；U_P、U_N分别为直流母线的正极(P)和负极(N)对控制地(GND)的电压。

2.如权利要求1所述的开关磁阻电机的绕组瞬时电压检测电路，其特征是，它采用的检测方法，是通过检测直流母线的电压和判断各相绕组的导通状态来间接检测开关磁阻电机的各相绕组电压，具体步骤如下：

通过微控制器(1)的(ADC0)实时更新直流母线电压U_dc的检测值U_AD；通过微控制器(1)的(ADC1、ADC2、ADC3)获得开关磁阻电机(4)的A相、B相、C相绕组的电流I_A、I_B、I_C；令微控制器(1)的(PWM1、PWM4)分别控制功率变换器(3)中的A相绕组(PHA)对应的功率开关管(VT1、VT4)；微控制器(1)的(PWM2、PWM5)分别控制功率变换器(3)中B相绕组(PHB)对应的功率开关管(VT2、VT5)；微控制器(1)的(PWM3、PWM6)分别控制功率变换器(3)中C相绕组(PHC)对应的功率开关管(VT3、VT6)；根据各相绕组电流是否为0，并结合微控制器(1)的PWM模块的输出电平高低，判断各相绕组的工作状态，从而确定其绕组的端电压；取各相绕组的电压正方向与电流方向一致，A相绕组(PHA)的绕组电压U_A检测方程为

UA=0IA=0Udc-2UTIA>0,PWM1=PWM4=1-(Udc+2UD)IA>0,PWM1=PWM4=0UT+UDIA>0,PWM1≠PWM4---(2)]]>

式中，U_T、U_D分别为功率开关管和续流二极管的管压降，其值均可从数据表中查得，或通过实际测量得到；如果忽略开关管和续流二极管的管压降，则A相绕组(PHA)的电压检测方程简化为

UA=0IA=0UdcIA>0,PWM1=PWM4=1-UdcIA>0,PWM1=PWM4=00IA>0,PWM1≠PWM4---(3)]]>

B相绕组(PHB)的绕组电压U_B检测方程为

UB=0IB=0Udc-2UTIB>0,PWM2=PWM5=1-(Udc+2UD)IB>0,PWM2=PWM5=0UT+UDIB>0,PWM2≠PWM5---(4)]]>

忽略开关管和续流二极管的管压降时B相绕组(PHB)的电压检测方程为

UB=0IB=0UdcIB>0,PWM2=PWM5=1-UdcIB>0,PWM2=PWM5=00IB>0,PWM2≠PWM5---(5)]]>

C相绕组(PHC)的绕组电压U_C检测方程为

UC=0IC=0Udc-2UTIC>0,PWM3=PWM6=1-(Udc+2UD)IC>0,PWM3=PWM6=0UT+UDIC>0,PWM3≠PWM6---(6)]]>

忽略开关管和续流二极管的管压降时C相绕组(PHC)的电压检测方程为

UC=0IC=0UdcIC>0,PWM3=PWM6=1-UdcIC>0,PWM3=PWM6=00IC>0,PWM3≠PWM6---(7)]]>