[发明专利]一种电励磁双凸极电机转子位置自检测装置及检测方法

说明书

本发明公开了一种电励磁双凸极电机转子位置自检测装置及检测方法，位置自检测装置包含信号发生器和若干条检测电路；检测电路包含检测绕组、采样电阻、幅值调制器、低通滤波器和输出端。检测线圈绕制在每个定子齿上，并按“NNSS”或“NNNN”或“SSSS”的绕制方式每隔2个定子齿串联成一相检测绕组，其相序与电枢主绕组相序相同。检测时，首先同时向三个检测绕组中施加高频低幅值方波信号；然后获得各条检测电路的包络线信号；最后根据反向导通相绕组增量电感单调下降的规律，采样对应的包络线信号并与预设阈值比较以判断是否换相。本发明在低速范围有较高的位置检测精度，适用于电机带载起动。

技术领域

本发明涉及电机控制领域，尤其涉及一种电励磁双凸极电机转子位置自检测装置及检测方法。

背景技术

电励磁双凸极电机凭借其结构简单，可靠性高，且控制灵活方便的特点，在航空起动/发电领域有着广阔的应用前景。该电机用于驱动系统时需检测转子位置以实现准确换相，传统机械式位置传感器降低了系统可靠性，增加了成本，限制了电机的应用范围，为提高系统可靠性，常采用无位置传感器技术。

电励磁双凸极电机无位置传感器带载起动技术一直是无位置传感器技术领域的难点。脉冲注入法是目前针对该电机低速运行的位置检测的主要方法。然而该方法存在位置检测精度低、电机出力小和转矩脉动大的技术缺陷，因而无法可靠地实现电励磁双凸极电机无位置传感器带载可靠起动。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有无位置传感器技术的缺陷，提供一种电励磁双凸极电机转子位置自检测装置及检测方法，实现电励磁双凸极电机无位置传感器带载可靠起动。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种电励磁双凸极电机转子位置自检测装置，所述电励磁双凸极电机电枢的每相主绕组线圈绕制方式为“NSNS”，所述自检测装置包含信号发生器和若干条检测电路；

所述检测电路包含检测绕组、采样电阻、幅值调制器、低通滤波器和输出端，其中，所述幅值调制器包含二极管、第一电容和第一电阻；所述低通滤波器包含第二电容和第二电阻；所述检测绕组一端分别和采样电阻的一端、二极管的正极相连；所述二极管的负极分别和第一电容的一端、第一电阻的一端、第二电阻的一端相连；所述采样电阻的另一端分别和第一电容的另一端、第一电阻的另一端、第二电容的一端相连后接地；所述第二电阻的另一端分别和第二电容的另一端、输出端相连；

所述若干条检测电路和电励磁双凸极电机电枢主绕组一一对应，且检测电路中检测绕组的相数及相序均与其对应的电机电枢主绕组相同，检测绕组由绕制在定子齿上的检测线圈按“NNSS”或“NNNN”或“SSSS”的绕制方式每隔2个定子齿串联而成；

所述信号发生器的一端接地，另一端分别和各条检测电路中检测绕组的另一端相连。

本发明还公开了一种该电励磁双凸极电机转子位置自检测装置的检测方法，包含以下步骤：

步骤1)，采用信号发生器同时向各条检测电路的检测绕组施加高频低幅值方波信号；

步骤2)，对于每条检测电路，通过采样电阻两端电压获取响应电流信号，通过幅值解调器对响应电流信号进行解调后使其经过低通滤波器滤波、获得响应电流幅值的包络线，该包络线反映检测电路中检测绕组的电感值，且包络线的变化趋势与检测电路中检测绕组电感值的变化趋势相反；

步骤3)，对于每个导通区间，若其内的反向导通相绕组的电感单调下降，反向导通相绕组对应的包络线信号单调上升，则当包络线信号大于等于预设的阈值时进行换相。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1、通过检测线圈获得转子位置；

2、本发明考虑了电机饱和影响，适用于电机带载起动；