[发明专利]一种两相开关磁阻电机无位置传感器控制方法

权利要求书

1.一种适用于两相开关磁阻电机的无位置传感器控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)实时检测并采集相电流信号，并根据相邻的特征位置点计算实时转速；

(2)设定转速阈值并与计算转速作差得到转速标志位，当该标志位为正时，采用步骤3)所示的方法计算转子位置，反之则采用步骤4)中的方法进行计算；

(3)阈值随实时转速动态更新的高频脉冲注入法：在两相绕组的非导通周期内注入固定频率与占空比的高频短时脉冲，基于任意转子位置点设定初始阈值，并在脉冲电流峰值不低于该阈值时发出位置检索脉冲，最后通过相邻脉冲间隔计算实时转速与转子位置并更新阈值状态；

(4)检测多类电感拐点的相电流梯度法：基于多类相电流波形，检测多类电感拐点，即相电流梯度发生跳变的时刻并发出检索脉冲，然后通过相邻脉冲间隔计算实时转速与转子位置；其中，跳变点包括由正变负及由负变正两类，需要根据不同的位置点进行相位补偿；

(5)通过算法估计的转子位置角度代替实际位置控制电机运行。

2.根据权利要求1所述的一种两相开关磁阻电机无位置传感器控制方法，其特征在于，包括低速运行下单阈值动态更新的高频脉冲注入法与高速运行下检测多类电感拐点的电流梯度法，进一步的，所述算法通过设定转速阈值实时比较并进行切换。

3.根据权利要求2所述阈值动态更新的高频脉冲注入法，其特征在于，初始阈值通过相电压、电感、脉冲注入时间计算得出，计算式为：

其中，i_{thre_0}表示初始阈值，U_k, D, L_min, f_pulse分别表示相电压、电压斩波占空比，最小电感与脉冲注入频率；动态阈值通过建立转速与电压的数学模型得出并实时反馈进行比较，并在不小于该阈值的时刻发出检索脉冲，具体关系式为：

其中，i_thre表示实时阈值，ω表示实时计算得出的转速，C₁与C₂均为常数；进一步的，所述算法无需对转子位置进行分区，且克服了运动反电势的影响，并提高了估计范围。

4.根据权利要求2所述阈值动态更新的高频脉冲注入法，其特征在于，可以在任意位置处计算相应阈值并发出检索脉冲；进一步的，所述算法可以实现变角度控制，通过数学拟合电感曲线模型可以实现任意位置角作为相绕组的开通角及阈值比较时刻，当阈值设定在电感最小位置处时无需相位补偿且可以消除电感饱和效应的影响。

5.根据权利要求2所述检测多类电感的电流梯度法，其特征在于，采集相电流信号，根据不同的电流波形捕获不同类型的电感拐点，在电流梯度上具体表现两类跃变点，其包括由正变负点和由负变正点，进一步的，由正变负时转子位置处于最小电感末端或零压续流情况下的最小电感始端，由负变正时转子位置处于最大电感值始端。

6.根据权利要求2所述检测多类电感的电流梯度法，其特征在于，在电流梯度发生跃变的位置发出检索脉冲并依此计算转速，通过有限元计算或数值模拟方法得出特殊位置处的相对位置角度，最后对转速线性递推得出的位置角度进行补偿得到实时的转子位置角。

7.实现权利要求1至6所述的两相开关磁阻电机无位置传感器控制系统，其特征在于，包括：用于获取绕组相电流信息的电流传感器及变送模块；根据相电流信息生成两相绕组功率变换器桥路驱动信号和转速、位置角度信息的控制器；用于电机驱动的不对称半桥式功率变换器及驱动电路。