[发明专利]一种开关磁阻电机调速系统及调速方法

说明书

本发明公开了一种开关磁阻电机调速系统及调速方法，包括上级DCS、开关磁阻电机和控制器，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，所述主控板包括DSP芯片；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；配电单元为功率板供电，绕组电流检测模块用于采集定子绕组中各相的电流信息，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，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，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；本系统无需安装位置传感器即可实现开关磁阻电机的调速控制，且控制精度和可靠性高。

技术领域

本发明涉及一种开关磁阻电机调速系统及调速方法，尤其涉及需步进运行的电流控开关磁阻电机调速系统及调速方法，属于电机控制技术领域。

背景技术

开关磁阻电机是一种同步电机，电源的换相取决于转轴的位置，其正常运行需要位置传感器（如增量式编码器、绝对位置编码器、旋转变压器、磁性霍尔效应传感器等）提供实时的转子位置信息，控制器根据当前位置信息确定激励的定子相，使定子磁场与转子位置保持同步；而在工程实践中，由于环境条件或限制，这些安装在开关磁阻电机中的机械式位置传感器会导致系统可靠性低、成本高、体积大等问题；如果不安装位置传感器，调速系统容易出现失步现象导致调速能力失效，且定位能力差，无法精确的步进运行。

因此如何设计一种开关磁阻电机调速系统及调速方法，在不使用位置传感器的条件下实现开关磁阻电机的调速控制变得越来越重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种开关磁阻电机调速系统及调速方法，无需安装位置传感器即可实现开关磁阻电机的调速控制，且控制精度和可靠性高。

本发明采用的技术方案为：

一种开关磁阻电机调速系统，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。

进一步地所述功率板还包括整流滤波模块，用于对母线上传输的电流进行整流和滤波。

进一步地所述电源驱动板还包括母线电流检测模块，所述功率板还包括母线电流传感器，母线电流传感器用于采集母线上传输的电流大小信息，母线电流传感器的信号输出端与母线电流检测模块的信号输入端相连接，母线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。

进一步地所述电源供电单元包括主电源、副电源和电源检测模块，配电单元和主电源之间设置有控制电源模块，配电单元通过控制电源模块与主电源连接，控制电源模块包括整流器和稳压器，用于将配电单元输出的交流电整流为直流电输出给主电源；整流滤波模块还与副电源相连接，用于将整流滤波后的直流电输出给副电源；电源检测模块的信号输出端与DSP芯片的数据采集端口相连接，用于检测主电源和副电源的运行信息，然后将主电源和副电源的运行信息传输给DSP芯片。

进一步地所述配电单元包括依次连接的空气开关、变压器和接触器，空气开关与市政交流电源相连接。