一種開關(guān)磁阻電機磁鏈特性在線測量方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種新的SRM磁鏈特性測量方法，它無需分度頭和夾緊裝置，只需將用于測量的控制器接入開關(guān)磁阻電機調(diào)速系統(tǒng)(SRD)，控制其運行一段時間，就可以在現(xiàn)場在線自動獲取SRM的磁鏈特性。而且所得結(jié)果數(shù)據(jù)直接保存在控制器中，可以直接為控制程序所使用,本方法可以直接在工業(yè)現(xiàn)場，不需要將電機從工作現(xiàn)場搬移至專業(yè)實驗室進(jìn)行測量，而是在工作現(xiàn)場實現(xiàn)在線測量，工作量小，操作方便。
【專利說明】一種開關(guān)磁阻電機磁鏈特性在線測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及開關(guān)磁阻電機（SRM)領(lǐng)域，尤其涉及開關(guān)磁阻電機的磁鏈特性測量。
【背景技術(shù)】
[0002] 開關(guān)磁阻電機（SwitchedReluctanceMotor,簡稱SRM)的磁鏈特性是實現(xiàn)其優(yōu)化 控制的主要依據(jù)。由于SRM的雙凸極結(jié)構(gòu)和磁路飽和性質(zhì)，導(dǎo)致其磁鏈特性呈現(xiàn)高度的非 線性，一般無法通過解析計算獲取實用的磁鏈特性。
[0003]目前獲取SRM磁鏈特性的方法主要有有限元法（FEA)、直接測量方法和間接測量 方法。
[0004] (1)有限元法：磁鏈可以通過專業(yè)的軟件和詳細(xì)的開關(guān)磁阻電機設(shè)計數(shù)據(jù)計算得 至|J。然而專業(yè)的軟件是很昂貴的，而且SRM設(shè)計數(shù)據(jù)用戶通常是無法得到的。另一方面，F(xiàn)EA 的計算過程很耗時，并且計算結(jié)果精度在很大程度上依賴于對有限元網(wǎng)格的具體劃分。
[0005] (2)直接測量方法：直接測量方法是借助安裝在電機上的磁傳感器測量磁通密度 來獲得磁鏈。
[0006] (3)間接測量方法：間接測量方法的思想就是通過其它容易測量的變量來計算磁 鏈。這些變量通常是電壓、電流和電阻，其測量相對比較方便，所以間接測量方法被普遍使 用。間接測量方法可以被歸納為測試線圈法、電壓脈沖注入法和轉(zhuǎn)矩法。
[0007] 以上各方法中直接測量方法借助磁傳感器測量磁鏈，價格昂貴，在實際中使用較 少。間接測量方法通過測量電壓和電流等其它量進(jìn)行計算，間接得到電機的磁鏈特性。其 測量過程為：
[0008] (1)使用一個機械定位裝置（通常是分度頭）精確定位轉(zhuǎn)子位置，并使用夾緊裝置 將轉(zhuǎn)子固定；
[0009] (2)對繞組通電，測量電壓和電流，計算得到該位置的磁鏈。
[0010](3)改變轉(zhuǎn)子位置，重復(fù)上述步驟（1)和（2)，獲取完整的SRM磁鏈特性。
[0011] 在實際操作中發(fā)現(xiàn)，該方法對夾緊裝置的要求較高，在較大轉(zhuǎn)矩的情況下會夾住 的轉(zhuǎn)子仍然會滑動，影響了測量精度，其原因可從SRM的轉(zhuǎn)矩方程分析得到。SRM的轉(zhuǎn)矩方 程Te可表示為
【權(quán)利要求】
1. 一種開關(guān)磁阻電機磁鏈特性在線測量方法，其特征在于：包括建立基于開關(guān)磁阻電 機磁鏈特性數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)模型、采用相應(yīng)的信號檢測和處理手段， 所述建立數(shù)學(xué)模型包括： 描述相電流i和轉(zhuǎn)子位置角度e的函數(shù)的式1: =1*[u(i)-ri(l)]dt +-mej? 其中，eu是轉(zhuǎn)子非對齊位置，0a是轉(zhuǎn)子對齊位置，0"是主開關(guān)器件的開通角，0#是 轉(zhuǎn)子介于0"和ea之間的任意位置角度，t#是對應(yīng)轉(zhuǎn)子位置e#的瞬時時刻，V是磁鏈，r 是相電阻，u是相電壓，i是相電流； 用于求解磁鏈的電壓、電流值是由電壓、電流檢測電路所得，不同時刻電壓、電流值是 離散信號，計算磁鏈的式2:
其中△ t是相鄰兩個采樣點的時間間隔，p是與第時刻相對應(yīng)的采樣點，采樣點1對 應(yīng)的時間是t = O ; 所述方法包括如下步驟： A. 控制器輸出參考電流值iMf與相電流i相比較，并結(jié)合當(dāng)前的轉(zhuǎn)子位置e輸出開關(guān) 信號給功率變換器，SRM通電后帶動負(fù)載轉(zhuǎn)動； B. 磁鏈計算模塊檢測相電壓u、電流i和轉(zhuǎn)子位置0，進(jìn)行計算得到一條位于iMf附近 的磁鏈特性曲線； 所述步驟B用于求解磁鏈的電壓、電流值是由電壓、電流檢測電路所得，不同時刻電 壓、電流值是離散信號，如式2計算磁鏈的離散公式； 在線計算時，電壓和電流值經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC轉(zhuǎn)換后通過直接存儲器存取DM方 式緩存到數(shù)組中，在雙ADC模式下進(jìn)行連續(xù)采樣，設(shè)置緩沖區(qū)，采樣分別是相電流、相電壓， ADC的緩沖區(qū)為雙倍采樣路數(shù)的存儲單元以記錄當(dāng)前時刻和前一時刻的電流、電壓值，利用 控制器DM功能對ADC轉(zhuǎn)換值讀?。? C. 控制器調(diào)節(jié)iMf值，使其從接近O值逐漸增加，并在每一個輸出值上保持一段時間以 進(jìn)行磁鏈計算，直至iMf達(dá)到電機的額定電流值，獲得式IV (i，9)數(shù)據(jù)。
2. -種權(quán)利要求1所述的開關(guān)磁阻電機磁鏈特性在線測量方法，其特征在于：所述步 驟C所獲數(shù)據(jù)保存于控制器中，供控制器直接使用。
3. -種權(quán)利要求1所述的開關(guān)磁阻電機磁鏈特性在線測量方法，其特征在于：所述步 驟C所獲數(shù)據(jù)通過控制器的串行通信口將其傳送到PC機供外部使用。
【文檔編號】G01R33/12GK104330755SQ201410425778
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年8月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月26日
【發(fā)明者】陳海進(jìn), 李躍輝 申請人:南通大學(xué)
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