[实用新型]一种开关磁阻电机控制系统装置

说明书

技术领域

本实用新型属于开关磁阻电机领域，具体地说，涉及一种开关磁阻电机控制系统装置。 

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。 

开关磁阻电机结构简单，性能优越，可靠性高，覆盖功率范围10W～5MW的各种高低速驱动调速系统。开关磁阻电机存在许多潜在的领域，在各种需要调速和高效率的场合均能得到广泛使用。开关磁阻电机有以下特点： 

1、其结构简单，价格便宜，电机的转子没有绕组和磁铁。 

2、电机转子无永磁体，允许较高的温升。由于绕组均在定子上，电机容易冷却，效率高，损耗小。 

3、转矩方向与电流方向无关，只需单方相绕组电流，每相一个功率开关，功率电路和控制电路简单可靠，具有较高的经济性和可靠性。 

4、转子上没有电刷结构坚固，适用于高速驱动。 

5、调速范围宽，控制灵活，易于实现各种再生制动能力。 

6、可频繁起动(1000次/小时)，适用于正向反向运转的特殊场合使用。 

7、起动电流小，起动转矩大，低速时更为突出。 

鉴于开关磁阻电机拥有以上问题，我们设计出一种开关磁阻电机低速控制 算法，经过反复的研究、调试、实验，以及整机的实际运转测试，验证了本实用新型算法的可行性和稳定性。 

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是克服上述缺陷，提供一种控制参数与选定或设计的电机匹配，且需提供人机接口、重载情况下的极低速运转、快速的加减速特性、电机匹配的自适应控制算法、超过15000RPM的高速特性、快速智能的停机制动、全调速范围内的稳定调速转速特性，且要求较低的成本和高的性价比的开关磁阻电机控制系统装置。 

为解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案是： 

一种开关磁阻电机控制系统装置，其特征在于：包括MCU模块、外部人机接口模块、驱动变换驱动保护和制动驱动模块、三相电流采样模块、功率变换模块、三相开关磁阻电机模块、制动电路模块、开关电源模块、整流滤波模块、电源模块和位置码盘模块；电源模块电连接整流滤波模块和开关电源模块，整流滤波模块电连接功率变换模块，开关电源模块分别电连接驱动变换驱动保护和制动驱动模块和MCU模块；所述MCU模块电连接外部人机接口模块、三相开关磁阻电机模块、位置码盘模块和三相电流采样模块，所述三相电流采样模块电连接功率变换模块；所述驱动变换驱动保护和制动驱动模块电连接制动电路模块。 

作为一种改进，所述三相开关磁阻电机模块为6-4结构的三相开关磁阻电机模块。 

作为一种改进，所述位置码盘模块为光电开关编码器，光电开关编码器产生有六个编码位置信号。 

本实用新型还提供了一种开关磁阻电机控制系统装置的控制方法，其特征 在于：实现开关磁阻电机转速的分段控制，具体为： 

开关磁阻电机起动和小于200RPM的极低速阶段采用步进程序，从而使电机获得较大的起动转矩，使电机顺利起动和维持极低速运行； 

在开关磁阻电机200RPM以上、2600RPM以下的低速段时，采用单双拍交替导通的六拍导通的闭环控制，可以实现电机在低速段能够平稳调速； 

在开关磁阻电机2600r/min以上的高速段时，采用移角度单六拍闭环控制，从而出现负转矩，通过移角度控制，可以使导通相提前关断，避免出现负转矩，获得高速段的平稳调速。 

作为一种改进，开关磁阻电机电流控制采用了分段PWM和控制角模糊控制，具体为： 

设定开关磁阻电机转速低于200RPM时，转速控制上采取开环步进状态控制策略，PWM控制采取PAM调制策略，电流控制采取标量方式； 

设定开关磁阻电机转速高于200RPM且转速低于最小连续脉宽转速时，转速控制采取位置闭环控制策略，PWM控制采取固定有效脉宽而改变无效脉宽的变频率控制策略，电流采取滞环控制； 

设定开关磁阻电机转速高于最小连续脉宽转速时，转速控制采取位置闭环控制策略，PWM控制采取固定频率控制策略，电流采取滞环控制。 

作为一种改进，所述最小连续脉宽转速为每个PWM周期内都有输出的最小脉宽对应的转速。 

由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：