專利名稱：開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)起勵(lì)發(fā)電控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)起勵(lì)發(fā)電控制方法，適用于各種相數(shù)、結(jié)構(gòu)的開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)的起勵(lì)發(fā)電。
背景技術(shù)：
開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)系統(tǒng)是一種機(jī)電一體化系統(tǒng)。其結(jié)構(gòu)堅(jiān)固耐用，制造成本低，易維護(hù)，適合于在惡劣的室外環(huán)境下工作，可實(shí)現(xiàn)其他類型發(fā)電機(jī)無法比擬的長(zhǎng)壽命運(yùn)行，它可做到磁路上及電路上各相相互獨(dú)立，當(dāng)某相發(fā)生故障時(shí)，通過切除故障相可以保證系統(tǒng)繼續(xù)安全運(yùn)轉(zhuǎn)，因而它具有較高的運(yùn)行可靠性和容錯(cuò)能力，其系統(tǒng)調(diào)控性能好，發(fā)電效率高，在航空起動(dòng)/發(fā)電機(jī)系統(tǒng)、車輛起動(dòng)/發(fā)電機(jī)系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。轉(zhuǎn)子位置閉環(huán)控制是開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的基本特征。有轉(zhuǎn)子位置閉環(huán)控制，開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)會(huì)適時(shí)起勵(lì)發(fā)電、換相勵(lì)磁。通常是在發(fā)電機(jī)的非軸伸端設(shè)有轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器，向控制器提供轉(zhuǎn)子位置信息。傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器主要有光電式、電磁式、磁敏式等。轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器的存在使開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)變得遜色、降低了系統(tǒng)可靠性。特別是工作在惡劣環(huán)境下，傳統(tǒng)的直接式轉(zhuǎn)子位置傳感器易失效、破壞；況且采用傳統(tǒng)的直接式轉(zhuǎn)子位置傳感器，開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)系統(tǒng)連線多。建立和使用各種狀態(tài)觀測(cè)器，可間接獲取開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置信息，其難點(diǎn)在于需要建立起精確的開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)非線性系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型；即使能夠通過各種建模方法建立起較精確的開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)非線性系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，其計(jì)算的復(fù)雜性也是當(dāng)前控制器難以承受的，而且，控制器所耗的在線計(jì)算時(shí)間也難以適應(yīng)開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)系統(tǒng)實(shí)時(shí)性要求。因此，探索實(shí)用的無需轉(zhuǎn)子位置傳感器的開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)起勵(lì)發(fā)電控制方法是十分有意義的。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于已有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化、可靠性高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、無需轉(zhuǎn)子位置傳感器的開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)起勵(lì)發(fā)電控制方法。
本發(fā)明開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)起勵(lì)發(fā)電控制方法的技術(shù)方案是在開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)起勵(lì)發(fā)電前，對(duì)定子中各相繞組通以脈沖電壓，使定子各相繞組的通電時(shí)間相同、定子各相繞組的通電脈沖電壓值也相同，通過測(cè)量和比較定子各相繞組中電流的大小，得到定子中各相繞組電感之間的大小排序，通過定子中各相繞組電感之間的大小排序來確定轉(zhuǎn)子當(dāng)前所處的位置范圍，從而確定開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)起勵(lì)發(fā)電時(shí)的勵(lì)磁相，對(duì)其勵(lì)磁，無需轉(zhuǎn)子位置傳感器即可實(shí)現(xiàn)開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)的起勵(lì)發(fā)電。
本發(fā)明開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)起勵(lì)發(fā)電控制方法，適用于各種相數(shù)、結(jié)構(gòu)的開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)系統(tǒng)。對(duì)于起勵(lì)發(fā)電前的開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)定子中各相繞組通以很短時(shí)間的脈沖電壓，且保證定子各相繞組的通電時(shí)間相同，定子各相繞組的通電脈沖電壓值也相同，通過測(cè)量和比較定子各相繞組中電流的大小，確定轉(zhuǎn)子所處的位置范圍，從而確定開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)起勵(lì)發(fā)電時(shí)的勵(lì)磁相，對(duì)其勵(lì)磁，實(shí)施開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)的起勵(lì)發(fā)電。與已有技術(shù)相比無需轉(zhuǎn)子位置傳感器，測(cè)試方法簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，操作方便，系統(tǒng)具有較高的運(yùn)行可靠性和容錯(cuò)能力，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，成本低，具有廣泛的實(shí)用性。


圖1是本發(fā)明開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)截面示意圖。
圖2是本發(fā)明開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)時(shí)相電感曲線相位圖。
圖3是本發(fā)明開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)時(shí)相電感曲線相位圖。
圖中1-定子 2-轉(zhuǎn)子具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步的描述本發(fā)明開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)起勵(lì)發(fā)電控制方法，如圖1所示，以四相8/6結(jié)構(gòu)開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)為例，取A相定子極中心線和轉(zhuǎn)子槽中心線相重合的位置為θ＝0°的轉(zhuǎn)子位置。
當(dāng)設(shè)定轉(zhuǎn)子2逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，定子1中的A、B、C、D四相繞組的電感LA，LB，LC，LD的大小和相位關(guān)系如圖2所示；每隔7.5°，定子1中A、B、C、D四相繞組的電感LA，LB，LC，LD的大小排序會(huì)發(fā)生一次改變。對(duì)于起勵(lì)發(fā)電前的開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)定子1中A、B、C、D各相繞組通以很短時(shí)間的脈沖電壓，大約5～10毫秒時(shí)間，保證定子1中A、B、C、D各相繞組的通電時(shí)間相同、通電脈沖電壓值也相同；通過電流傳感器或電阻采樣器測(cè)量定子1各相繞組中電流大小，用比較器或CPU比較定子1中A、B、C、D各相繞組中電流iA、iB、iC、iD的大小，若iA＞iB＞iD＞iC，則各相繞組電感大小關(guān)系為L(zhǎng)A＜LB＜LD＜LC，對(duì)應(yīng)圖2，轉(zhuǎn)子位置就在0°～7.5°之間，確定定子1中C相和B相為勵(lì)磁相，當(dāng)對(duì)C相和B相勵(lì)磁，即可讓開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)起勵(lì)發(fā)電。同理當(dāng)轉(zhuǎn)子處在其它轉(zhuǎn)子位置范圍時(shí)，也可讓開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)起勵(lì)發(fā)電。
當(dāng)設(shè)定轉(zhuǎn)子2順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，定子1中的A、B、C、D四相繞組的電感LA，LB，LC，LD的大小和相位關(guān)系如圖3所示；每隔7.5°，定子1中A、B、C、D四相繞組的電感LA，LB，LC，LD的大小排序會(huì)發(fā)生一次改變。對(duì)于起勵(lì)發(fā)電前的開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)定子1中A、B、C、D各相繞組通以很短時(shí)間的脈沖電壓，大約5～10毫秒時(shí)間，保證定子1中A、B、C、D各相繞組的通電時(shí)間相同、通電脈沖電壓值也相同；通過電流傳感器或電阻采樣器測(cè)量定子1各相繞組中電流大小，用比較器或CPU比較定子1中A、B、C、D各相繞組中電流iA、iB、iC、iD的大小，若iA＞iB＞iD＞iC，則各相繞組電感大小關(guān)系為L(zhǎng)A＜LB＜LD＜LC，對(duì)應(yīng)圖3，轉(zhuǎn)子位置就在52.5°～60°之間，確定定子1中D相和A相為勵(lì)磁相，當(dāng)對(duì)D相和A相勵(lì)磁，即可讓開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)起勵(lì)發(fā)電。同理當(dāng)轉(zhuǎn)子處在其它轉(zhuǎn)子位置范圍時(shí)，也可讓開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)起勵(lì)發(fā)電。
權(quán)利要求
1.開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)起勵(lì)發(fā)電控制方法，其特征在于在開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)起勵(lì)發(fā)電前，對(duì)定子(1)中各相繞組通以脈沖電壓，然后通過測(cè)量和比較定子(1)各相繞組中電流的大小，得到定子(1)中各相繞組電感之間的大小排序，以此確定轉(zhuǎn)子(2)當(dāng)前所處的位置范圍，確定定子(1)繞組的勵(lì)磁相，對(duì)其勵(lì)磁無需轉(zhuǎn)子位置傳感器即可實(shí)現(xiàn)開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)的起勵(lì)發(fā)電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)起勵(lì)發(fā)電控制方法，其特征在于對(duì)定子(1)中各相繞組的通電時(shí)間相同，對(duì)定子(1)中各相繞組的通電脈沖電壓值也相同。
全文摘要
開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)起勵(lì)發(fā)電控制方法，在開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)起勵(lì)發(fā)電前，對(duì)定子中各相繞組通以脈沖電壓，使定子中各相繞組的通電時(shí)間相同、定子中各相繞組的通電脈沖電壓值也相同，然后測(cè)量和比較定子各相繞組中電流的大小，得到定子中各相繞組電感之間的大小排序，以此確定轉(zhuǎn)子當(dāng)前所處的位置范圍，確定開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)起勵(lì)發(fā)電時(shí)的勵(lì)磁相，然后對(duì)其勵(lì)磁，無需轉(zhuǎn)子位置傳感器即實(shí)現(xiàn)開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)的起勵(lì)發(fā)電，可用于不同相數(shù)、結(jié)構(gòu)的開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，其方法簡(jiǎn)單，成本低，系統(tǒng)可靠性高，具有廣泛的實(shí)用性。
文檔編號(hào)H02P9/00GK1738187SQ20051004113
公開日2006年2月22日 申請(qǐng)日期2005年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月19日
發(fā)明者陳昊 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)