[发明专利]无位置传感器的开关磁阻电机启动装置和启动方法

说明书

技术领域

本发明属于磁阻电机控制技术领域，尤其涉及一种无位置传感器的开关磁阻电机启动装置及启动方法。

背景技术

开关磁阻电机是一种新型的机电一体化调速电机系统，其结构坚固耐用，制作成本低，维护方便，系统控制性能好，运行效率高。转子位置闭环控制是开关磁阻电机控制系统的基本特征。通常的做法是由转子位置传感器得到转子的位置信号，控制器根据接收到转子位置信号决定激励哪相绕组。转子位置传感器通常安放在非轴伸出端，向控制器提供转子位置信号。传统的开关磁阻电机的位置传感器主要有光电式，磁敏式，电磁式等。位置传感器的存在降低了开关磁阻电机的可靠性，在粉尘，高温，潮湿，振动和冲击的环境中尤显脆弱，尤其是多相开关磁阻电机，位置传感器连线比较多，进一步降低了成本和可靠性。如果用常规的状态观测器来间接估计转子位置，需要建立精确的开关磁阻电机数学模型，而且计算量太大，不利于实时控制。

发明专利《一种无轴承开关磁阻电机无位置传感器控制方法》，专利号为200910185030.3，公开了一种利用查表法估算开关磁阻电机转子位置的无位置传感器的启动控制方法。这种方法的优点在于将转子位置信息与电感值的关系固化在控制器中，电机运行中不需实时计算转子位置，只要查表就可以获知转子位置。用这种方法可以满足实时性的要求，缺点在于需要建立精确的开关磁阻电机数学模型，而且随着电机不同，表格也不同，适应性差。

发明专利《开关磁阻电动机无转子位置传感器启动控制方法》，专利号为200510041040.1，公开了一种开关磁阻电机的无位置传感器的启动方法，具体是首先设定一个电流阈值，然后在电机启动时对各相通以相同时间、相同电压的脉冲电流，然后测量各相脉冲电流的大小，一旦哪一相脉冲电流达到所设定的电流阈值，就确定了启动时的导通相，接着就确定了其他两相，从而实现了无需传感器的开关磁阻电机的启动。这种方法的优点在于不需要建立精确的开关磁阻电机数学模型，不需查表，启动性能较好。但是缺点在于，对于不同的电机，由于相电感不同，导致需要设定不同的阈值电流，所以采用这种方法，控制器对电机的适应性很差。

发明专利《开关磁阻电机分布续流无位置传感器控制方法》，申请号为201210403886.5，公开了设定阈值与检测续流对比控制运行开关磁阻电机的控制方法，其用于启动开关磁阻电机容易造成反转，不能迅速找到启动相，不能迅速获得大转矩启动。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种无位置传感器的开关磁阻电机启动装置，旨在解决现有技术中的适应性差，控制不方便、容易造成反转，不能迅速找到启动相，不能迅速获得大转矩启动的问题。

本发明是这样实现的，一种无位置传感器的开关磁阻电机启动装置，包括：

用于向定子线圈发送启动脉冲的启动脉冲发生单元；

用于检测定子线圈中续流时间的检测单元；

用于在各定子线圈中切换发送所述启动脉冲的切换单元；

控制所述启动脉冲发生单元并对所述检测单元检测到的所述定子线圈中的续流时间进行比较处理后再根据比较结果控制所述切换单元的控制单元；

所述控制单元与所述启动脉冲发生单元电连接；所述控制单元与检测单元电连接；所述控制单元与所述切换单元电连接。

进一步地，所述启动脉冲是占空比小于50%的周期脉冲。

进一步地，所述检测单元是在所述启动脉冲关断时进行定子线圈续流检测的检测单元。

进一步地，所述控制单元是在所述定子线圈中的续流时间由减小变为增大的瞬间输出信号以控制所述切换单元进行定子通电切换的控制单元。

具体地，所述控制单元是单片机。

具体地，所述控制单元是CPLD。

具体地，所述控制单元是FPGA。

本发明还提供了应用上述开关磁阻电机启动装置的无位置传感器的启动方法，包括以下步骤：

S101、向开关磁阻电机任一相发送启动脉冲；

S102、检测并存储该相在所述启动脉冲的一个周期内的续流时间；

S103、检测并存储该相在所述启动脉冲的下一周期内的续流时间；

S104、将S102、S103所检测到的续流时间进行比较；

S105、当S103检测到的续流时间小于S102检测到的续流时间时，返回S102；

S106、当S103检测到的续流时间大于S102检测到的续流时间时，将所述启动脉冲切换到S101步骤中所述相的相邻相。

S107、重复S102至S106，直至电机完成启动。