[发明专利]一种开关磁阻电机调速系统及调速方法

权利要求书

1.一种开关磁阻电机调速系统的调速方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤A：采用高频脉冲注入法进行初始位置检测；首先DSP芯片对IGBT模块注入固定脉宽的PWM脉宽调节波，IGBT模块对输入到定子绕组中的每相电流进行调节；然后通过绕组电流传感器检测定子绕组中各相电流大小，根据开关磁阻电机定子绕组在转子不同位置时电感大小不同的原理判断转子位置，得到转子的初始角度位置θ₀；

步骤B：接收控制指令；DSP芯片通过通信子程序查询接收上级DCS发送的正转、反转、保持、调速或步进指令；

步骤C：DSP芯片分析上级DCS发送的正转、反转、保持、调速或步进指令, 根据上级DCS设定的电机转速判断角度微步细分需要的细分数；根据不同转速控制需要，DSP芯片计算不同的细分数，转速越低，需要的细分数越高；设定0rpm≤转速≤30rpm时，细分数为64；30rpm＜转速≤60rpm时，细分数为32；转速＞60rpm时，细分数为16；

步骤D：通过计算开关磁阻电机运行中转子的位置和控制定子绕组中各相的电流来实现开关磁阻电机的正转、反转、保持、调速和步进功能；

首先DSP芯片计算每个PWM中断周期时间内的角度增量Δθ，然后结合转子的初始角度位置θ₀得到转子运行的实时角度位置θ；DSP芯片根据实时角度位置θ计算得到电机运行的电流给定I_ref=f(θ),并输出PWM脉宽调制信号给IGBT模块，IGBT模块对输入到开关磁阻电机的定子绕组中的各相电流进行调节，DSP芯片通过绕组电流传感器对定子绕组中各相的实际电流I_real进行采样，进而通过PID闭环控制实现各相电流和电流给定I_ref一致，包括电流大小、电流方向及输入频率，最终实现控制开关磁阻电机的正转、反转、保持、调速和步进功能。

2.如权利要求1所述的调速方法，其特征在于：步骤D中通过控制定子绕组中各相的电流来实现开关磁阻电机的正转、反转、保持、调速和步进功能具体为：

正转和反转功能的实现；当上级DCS发送正转或反转指令时，DSP芯片发送PWM脉宽调制信号给IGBT模块，IGBT模块对输入到开关磁阻电机的定子绕组中的各相电流流向进行调节；

调速功能的实现；当上级DCS发送调速指令时，DSP芯片发送PWM脉宽调制信号给IGBT模块，IGBT模块对输入到开关磁阻电机的定子绕组中的各相的电流频率进行调节；

保持功能的实现；当上级DCS发送保持指令时，DSP芯片发送PWM脉宽调制信号给IGBT模块，IGBT模块对输入到开关磁阻电机的定子绕组中的各相的电流大小进行调节；IGBT模块给定子绕组任意一相通入一定大小的直流电，其它三相断开，电机将进入保持状态；

步进功能的实现；当上级DCS发送保持指令时，DSP芯片发送PWM脉宽调制信号给IGBT模块，IGBT模块对输入到开关磁阻电机的定子绕组中的各相的电流方向和电流大小进行调节；IGBT模块给定子绕组任意两相通入给定大小的直流电，并顺序交替通断，电机进入步进模式。

3.权利要求1所述调速方法的开关磁阻电机调速系统，其特征在于：包括上级DCS、开关磁阻电机和控制器，所述开关磁阻电机包含轴承外盖、端盖、接线端子、定子、转子、吊环和轴承；所述控制器包括主控板、接口板、配电单元、电源驱动板和功率板，配电单元用于与市政交流电源连接并进行变压，所述主控板包括DSP芯片以及分别与DSP芯片相连接的时钟模块和通讯模块，DSP芯片通过接口板与上级DCS通讯；所述电源驱动板包括电源供电单元、IGBT驱动模块和绕组电流检测模块；所述功率板包括IGBT模块和绕组电流传感器；所述配电单元通过母线与功率板相连接，IGBT模块用于对母线输出到开关磁阻电机的定子绕组中的各相电流进行调节，所述绕组电流检测模块用于采集开关磁阻电机的定子绕组中各相的电流大小及流向，所述IGBT驱动模块和绕组电流检测模块分别与IGBT模块和绕组电流传感器联接，所述绕组电流检测模块的信号输出端与DSP芯片的数据采集端口相连接，所述IGBT驱动模块的信号输入端与DSP芯片的PWM信号输出端相连接，用于对DSP芯片输出的PWM脉宽调制信号进行放大。