專利名稱：三相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的啟動(dòng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的啟動(dòng)方法，屬于電機(jī)控制領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)是80年代初隨著電力電子、微電腦和控制技術(shù)的迅猛發(fā)展而發(fā)展 起來(lái)的一種新型調(diào)速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠及效率高等突出特點(diǎn)，成為交流電 動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)和無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的強(qiáng)有力的競(jìng)爭(zhēng)者，引起 各國(guó)學(xué)者和企業(yè)界的廣泛關(guān)注。目前已成功應(yīng)用于在電動(dòng)車用驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、家用電器、工業(yè)應(yīng) 用、伺服系統(tǒng)、高速驅(qū)動(dòng)、航空航天等眾多領(lǐng)域中。其優(yōu)點(diǎn)包括低速性能好，無(wú)感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 在起動(dòng)時(shí)所出現(xiàn)的沖擊電流現(xiàn)象；調(diào)速范圍寬，控制靈活，可方便實(shí)現(xiàn)四象限運(yùn)行，具有較 強(qiáng)的再生制動(dòng)能力，在寬廣的轉(zhuǎn)速和功率范圍內(nèi)都具有高效率，有利于節(jié)能降耗；可工作于 極高轉(zhuǎn)速；可缺相運(yùn)行，容錯(cuò)能力強(qiáng)等。目前，開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的調(diào)速控制系統(tǒng)普遍采用單相啟動(dòng)方式。該啟動(dòng)方式在輕載 的時(shí)候能夠比較順利的啟動(dòng)。然而在負(fù)載很重的時(shí)候，如果電機(jī)轉(zhuǎn)子凸極和定子凸極處于 完全正對(duì)位置或者完全非正對(duì)位置時(shí)，此時(shí)電機(jī)啟動(dòng)力矩會(huì)小于負(fù)載力矩，其結(jié)果會(huì)造成 電機(jī)啟動(dòng)不了，但相繞組電流卻不斷增大，極易燒毀電機(jī)和控制器。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的針對(duì)上述現(xiàn)有存在的問(wèn)題和不足，本發(fā)明的目的是提供一種三相開(kāi)關(guān) 磁阻電機(jī)的啟動(dòng)方法，能夠提高三相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的啟動(dòng)力矩。技術(shù)方案為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種三相開(kāi)關(guān)磁阻 電機(jī)的啟動(dòng)方法，包括如下步驟(1)系統(tǒng)上電；(2)對(duì)系統(tǒng)的硬件進(jìn)行初始化；(3)創(chuàng)建系統(tǒng)的位置信號(hào)與啟動(dòng)相映射表并進(jìn)行初始化；(4)讀取位置傳感器信號(hào)，檢測(cè)出當(dāng)前電機(jī)轉(zhuǎn)子位置；(5)將步驟(4)檢測(cè)出的當(dāng)前電機(jī)轉(zhuǎn)子位置和位置信號(hào)與啟動(dòng)相映射表中的位置 進(jìn)行比較，如果位置信號(hào)與啟動(dòng)相映射表中不存在當(dāng)前電機(jī)轉(zhuǎn)子位置，則判定為當(dāng)前轉(zhuǎn)子 位置無(wú)效，調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)子位置，執(zhí)行步驟；如果位置信號(hào)與啟動(dòng)相映射表中存在當(dāng)前電 機(jī)轉(zhuǎn)子位置，則判定為當(dāng)前轉(zhuǎn)子位置有效；(6)查找位置信號(hào)與啟動(dòng)相映射表，如果電機(jī)轉(zhuǎn)子處于電感變化量比較小的位置， 采用雙相啟動(dòng)方式；如果電機(jī)轉(zhuǎn)子處于電感變化量比較大的位置，采用單相啟動(dòng)方式；(7)CPU給出與啟動(dòng)相對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，接通啟動(dòng)相繞組；(8)啟動(dòng)結(jié)束，電機(jī)進(jìn)入正常換相工作。所述步驟(5)中調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的方法可為各相輪流短暫導(dǎo)通，施加相繞組電流。
有益效果本發(fā)明針對(duì)不同啟動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子的位置，建立了位置信號(hào)與啟動(dòng)相映射表， 通過(guò)對(duì)映射表的查找確定當(dāng)前的啟動(dòng)相，提高了開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的啟動(dòng)力矩。同時(shí)，本發(fā)明提 供的方法結(jié)構(gòu)清晰，抗干擾性強(qiáng)，易于實(shí)現(xiàn)。


圖1是三相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)啟動(dòng)方法的工作流程圖；圖2是開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)磁鏈特性與位置信號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖；圖3是12/8極三相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明 本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的各 種等價(jià)形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍。如圖3所示，標(biāo)記為1的是定子A相四個(gè)凸極；標(biāo)記為2的是定子B相四個(gè)凸極； 標(biāo)記為3的是定子C相四個(gè)凸極。如圖2所示，三相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的位置傳感器有兩根電源線，三根信號(hào)線，六個(gè)狀 態(tài)將電機(jī)轉(zhuǎn)子位置劃分為六個(gè)不同的區(qū)間在001區(qū)間，位置信號(hào)線A為低電平，位置信號(hào)線B為低電平，位置信號(hào)線C為高 電平，此時(shí)C相電感的斜率為正，并且斜率比較大。在011區(qū)間，位置信號(hào)線A為低電平，位置信號(hào)線B為高電平，位置信號(hào)線C為高 電平，此時(shí)C相電感的斜率為正，并且斜率比較小，B相電感的斜率為正，并且斜率比較小。在010區(qū)間，位置信號(hào)線A為低電平，位置信號(hào)線B為高電平，位置信號(hào)線C為低 電平，此時(shí)B相電感的斜率為正，并且斜率比較大。在110區(qū)間，位置信號(hào)線A為高電平，位置信號(hào)線B為高電平，位置信號(hào)線C為低 電平，此時(shí)A相電感的斜率為正，并且斜率比較小，B相電感的斜率為正，并且斜率比較小。在100區(qū)間，位置信號(hào)線A為高電平，位置信號(hào)線B為低電平，位置信號(hào)線C為低 電平，此時(shí)A相電感的斜率為正，并且斜率比較大。在101區(qū)間，位置信號(hào)線A為高電平，位置信號(hào)線B為低電平，位置信號(hào)線C為高 電平，此時(shí)A相電感的斜率為正，并且斜率比較小，C相電感的斜率為正，并且比較小。以12/8極三相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)(圖3)為例介紹這種開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)啟動(dòng)的方法。如 圖1所示，上電以后，執(zhí)行步驟21，對(duì)系統(tǒng)的硬件進(jìn)行初始化。初始化完成以后，對(duì)系統(tǒng)的位 置信號(hào)與啟動(dòng)相映射表按照預(yù)先的分析進(jìn)行初始化(22)，即001區(qū)間，設(shè)置C相為啟動(dòng)相。011區(qū)間，設(shè)置B相和C相為啟動(dòng)相。010區(qū)間，設(shè)置B相為啟動(dòng)相。110區(qū)間，設(shè)置A相和B相為啟動(dòng)相。100區(qū)間，設(shè)置A相為啟動(dòng)相。101區(qū)間，設(shè)置A相和C相為啟動(dòng)相。初始化完成以后，通過(guò)CPU讀取位置傳感器信號(hào)(23)，判斷出電機(jī)轉(zhuǎn)子當(dāng)前位置04)。對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置進(jìn)行判斷(25)，如果位置信號(hào)與啟動(dòng)相映射表中不存在當(dāng)前電機(jī)轉(zhuǎn) 子位置，則判定為當(dāng)前轉(zhuǎn)子位置無(wú)效，通過(guò)各相輪流短暫導(dǎo)通06)施加相繞組電流以調(diào)整 電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置，然后重新讀取位置傳感器信號(hào)0；3)。如果位置信號(hào)與啟動(dòng)相映射表中 存在當(dāng)前電機(jī)轉(zhuǎn)子位置，則判定為當(dāng)前轉(zhuǎn)子位置有效。然后查找位置信號(hào)與啟動(dòng)相映射表 (27)，計(jì)算出當(dāng)前位置的啟動(dòng)相08)，CPU給出與啟動(dòng)相對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)( )，電機(jī)順利啟 動(dòng)，啟動(dòng)結(jié)束進(jìn)入正常換相工作010)。 本發(fā)明通過(guò)兩相力矩疊加，增加電機(jī)啟動(dòng)力矩，用于啟動(dòng)負(fù)載變化區(qū)間大，啟動(dòng)力 矩要求比較高的場(chǎng)合。它最大的特點(diǎn)是啟動(dòng)力矩大。它結(jié)構(gòu)清晰，抗干擾性強(qiáng)，易于實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種三相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的啟動(dòng)方法，其特征在于包括如下步驟(1)系統(tǒng)上電；(2)對(duì)系統(tǒng)的硬件進(jìn)行初始化；(3)創(chuàng)建系統(tǒng)的位置信號(hào)與啟動(dòng)相映射表并進(jìn)行初始化；(4)讀取位置傳感器信號(hào)，檢測(cè)出當(dāng)前電機(jī)轉(zhuǎn)子位置；(5)將步驟(4)檢測(cè)出的當(dāng)前電機(jī)轉(zhuǎn)子位置和位置信號(hào)與啟動(dòng)相映射表中的位置進(jìn)行 比較，如果位置信號(hào)與啟動(dòng)相映射表中不存在當(dāng)前電機(jī)轉(zhuǎn)子位置，則判定為當(dāng)前轉(zhuǎn)子位置 無(wú)效，調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)子位置，執(zhí)行步驟；如果位置信號(hào)與啟動(dòng)相映射表中存在當(dāng)前電機(jī)轉(zhuǎn) 子位置，則判定為當(dāng)前轉(zhuǎn)子位置有效；(6)查找位置信號(hào)與啟動(dòng)相映射表，如果電機(jī)轉(zhuǎn)子處于電感變化量比較小的位置，采用 雙相啟動(dòng)方式；如果電機(jī)轉(zhuǎn)子處于電感變化量比較大的位置，采用單相啟動(dòng)方式；(7)CPU給出與啟動(dòng)相對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，接通啟動(dòng)相繞組；(8)啟動(dòng)結(jié)束，電機(jī)進(jìn)入正常換相工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述三相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的啟動(dòng)方法，其特征在于所述步驟(5)中 調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的方法為各相輪流短暫導(dǎo)通，施加相繞組電流。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種三相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的啟動(dòng)方法，該方法在系統(tǒng)初始化時(shí)創(chuàng)建并初始化位置信號(hào)與啟動(dòng)相映射表，在電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，根據(jù)轉(zhuǎn)子位置查找位置信號(hào)與啟動(dòng)相映射表，如果電機(jī)轉(zhuǎn)子處于電感變化量比較小的位置，采用雙相啟動(dòng)方式；如果電機(jī)轉(zhuǎn)子處于電感變化量比較大的位置，采用單相啟動(dòng)方式。本發(fā)明針對(duì)不同啟動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子的位置，建立了位置信號(hào)與啟動(dòng)相映射表，通過(guò)對(duì)映射表的查找確定當(dāng)前的啟動(dòng)相，提高了開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的啟動(dòng)力矩。同時(shí)，本發(fā)明提供的方法結(jié)構(gòu)清晰，抗干擾性強(qiáng)，易于實(shí)現(xiàn)。
文檔編號(hào)H02P6/20GK102082536SQ20101060699
公開(kāi)日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2010年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月27日
發(fā)明者孫偉鋒, 徐宇柘, 時(shí)龍興, 林濤, 鐘銳, 陸生禮 申請(qǐng)人:東南大學(xué)