一种磁阻开关电机控制方法与流程

1.本发明属于电机控制技术领域，尤其涉及一种磁阻开关电机控制方法。


背景技术：

2.开关磁阻电机是继直流电机、无刷直流电机(bldc)之后发展起来的一种调速电机类型，英、美等国家对开关磁阻电机的研究起步较早，并已取得显著效果，产品功率等级从数w直到数百kw，广泛应用于家用电器、航空、航天、电子、机械及电动车辆等领域，开关磁阻电机是一种新型调速电机，是继变频调速系统、无刷直流电动机调速系统的最新一代调速系统。它的结构简单坚固，调速范围宽，系统可靠性高。完整系统主要有电机实体、功率变换器、控制器与位置检测器等部分组成。控制器内包含功率变换器和控制电路，而转子位置检测器则安装在电机的一端。
3.开关磁阻电机具备许多优点：
4.结构简单；电动机结构简单、成本低、可用于高速运转。srm的结构比鼠笼式感应电动机还要简单。其转子机械强度极高，可以用于超高速运转(如每分钟上万转)。在定子方面，它只有几个集中绕组，因此制造简便、绝缘结构简单。
5.电路可靠；功率电路简单可靠。因为电动机转矩方向与绕组电流方向无关，即只需单方向绕组电流，故功率电路可以做到每相一个功率开关。对比异步电动机绕组需流过双向电流，向其供电的pwm变频器功率电路每相需两个功率器件。因此，开关磁阻电动机调速系统较pwm变频器功率电路中所需的功率元件少，电路结构简单。另外，pwm变频器功率电路中每桥臂两个功率开关管直接跨在直流电源侧，易发生直通短路烧毁功率器件。而开关磁阻电动机调速系统中每个功率开关器件均直接与电动机绕组相串联，根本上避免了直通短路现象。因此开关磁阻调速电动机调速系统中功率电路的保护电路可以简化，即降低了成本，又有较高的可靠性。
6.系统可靠性高；系统可靠性高。从电动机的电磁结构上看，各项绕组和磁路相互独立，各自在一定轴角范围内产生电磁转矩。而不像在一般电动机中必须在各相绕组和磁路共同作用下产生一个旋转磁场，电动机才能正常运转。从控制结构上看，各相电路各自给一相绕组供电，一般也是相互独立工作。
7.起动优点；起动转矩大，起动电流低。控制器输出较少的电流，电机得到较大的起动转矩是本系统的一大特点。典型产品的数据是：起动电流为额定电流的15％时，获得起动转矩为100％的额定转矩；起动电流为额定电流的30％时，起动转矩可达其额定转矩的250％。而其他调速系统的启动特性与之相比，如直流电机为100％的电流，鼠笼感应电动机为300％的电流，获得100％的转矩。起动电流小而转矩大的优点还可以延伸到低速运行段，因此本系统十分合适那些需要重载起动和较长时间低速重载运行的机械。
8.频繁起停；适用于频繁起停及正反向转换运行。本系统具有的高起动转矩、低起动电流的特点，使之在起动过程中电流冲击小，电动机发热较连续额定运行时要小。适用于频繁起停及正反向转换运行。
9.性能好；调速性能好。控制开关磁阻电动机的主要运行参数和常用方法至少有四种：相导通角、相关断角、相电流幅值、相绕组电压，灵活方便。可以根据对电动机的运行要求和电动机的情况，采取不同控制方法和参数值，即可使之运行于最佳状态(如出力最大、效率最高等)，还可使之实现各种不同的功能的特定曲线。如使电动机具有完全相同的四象限运行能力，并具有最高起动转矩和串励电动机的负载能力曲线。可以用于速度闭环控制，可以很方便的构成无静差调速系统。
10.效率高；开关磁阻电机系统是一种高效的调速系统。以3kw srm系统为例，其系统效率在很宽范围内可以达到87％。


技术实现要素：

11.为了解决上述技术问题，本发明提供一种磁阻开关电机控制方法，由以下具体技术手段所达成：
12.一种磁阻开关电机控制方法，其特征在于，包括：控制单元，所述控制单元单向电连接有调速模块，所述控制单元单向电连接有工作灯，所述控制单元单向电连接有调速模块电路驱动，所述控制单元单向电连接有电源控制开关，所述控制单元单向电连接有电路驱动，所述控制单元单向电连接有控制器。
13.进一步的，所述电源控制开关单向电连接有电源模块，所述电源模块与控制器单向电连接。
14.进一步的，所述控制单元包含控制方法，所述控制方法包括角度控制方法、电流斩波控制法与电压控制法。
15.进一步的，所述电路驱动单向电连接有负压电路监控器与功率变换器。
16.进一步的，所述控制器单向电连接有转换器，所述转换器电连接有温度传感器与电池电量测量装置，所述电池电量测量装置为备用紧急电源。
17.进一步的，所述控制器单向电连接有触摸式显示屏。
18.进一步的，所述调速模块单向电连接有调速模块，所述调速模块单向电连接有人为控制调速，所述人为控制调速单向电连接有紧急制动模块。
19.进一步的，根据上述一种磁阻开关电机控制方法，包含以下步骤：
20.s1、控制单元发出工作信号，工作灯亮起，磁阻电机开始工作；
21.s2、电路驱动通过负压电路监控器与功率变换器进行监控；
22.s3、控制单元通过控制方法对控制器进行操控；
23.s4、调速模块对磁阻电机进行调速，并且制动模块在磁阻电机运行失速时进行紧急制动。
24.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
25.1.该磁阻开关电机控制方法，通过控制单元对电源进行控制，电源打开后电机进行工作，而当温度传感器监测的电机内部运行温度过高时则会通过控制器进一步对温度进行预警与分析，最终做出关闭电机或继续工作的指令，从而避免电机在运行过程中因内部温度过高而造成电机内部元器件的损坏。
26.2.该磁阻开关电机控制方法，此外该电机还设置有调速模块，通过调速模块对电机进行人为控制调速，调速模块释放调速信号从而实现人为控制调速，人为对电机进行运
行速度调节的同时还能在电机运行速度过快时电机内部会发出超速预警信号，从而对电机进行紧急制动，从而避免电机因失速而损坏，同时提高了电机的使用寿命。
附图说明
27.图1是本发明系统运行图。
具体实施方式
28.以下结合附图对本发明做进一步描述：
29.本发明提供一种磁阻开关电机控制方法，其特征在于，包括：控制单元，所述控制单元单向电连接有调速模块，所述控制单元单向电连接有工作灯，所述控制单元单向电连接有调速模块电路驱动，所述控制单元单向电连接有电源控制开关，所述控制单元单向电连接有电路驱动，所述控制单元单向电连接有控制器。
30.根据上述技术方案，通过控制单元对电源进行控制，电源打开后电机进行工作，而当温度传感器监测的电机内部运行温度过高时则会通过控制器进一步对温度进行预警与分析，最终做出关闭电机或继续工作的指令，从而避免电机在运行过程中因内部温度过高而造成电机内部元器件的损坏；此外该电机还设置有调速模块，通过调速模块对电机进行人为控制调速，调速模块释放调速信号从而实现人为控制调速，人为对电机进行运行速度调节的同时还能在电机运行速度过快时电机内部会发出超速预警信号，从而对电机进行紧急制动，从而避免电机因失速而损坏，同时提高了电机的使用寿命。
31.具体的，所述电源控制开关单向电连接有电源模块，所述电源模块与控制器单向电连接。
32.根据上述技术方案，电源模块发出断电信号从而会使得电源控制开关发出断电信号，装置断电。
33.具体的，所述控制单元包含控制方法，所述控制方法包括角度控制方法、电流斩波控制法与电压控制法。
34.根据上述技术方案，角度控制法是电压保持不变，而对开通角和关断角进行控制，通过对它们的控制来改变电流波形以及电流波形与绕组电感波形的相对位置。角度控制的优点是：转矩调节范围大；可允许多相同时通电，以增加电动机输出转矩且转矩脉动小；可实现效率最优控制或转矩最优控制。但角度控制法不适应于低速工况，一般在高速运行时应用；
35.电流斩波控制法在电流斩波控制方式中，一般使电动机的开通角和关断角保持不变，而主要靠控制斩波电流限的大小来调节电流的峰值，从而起到调节电动汽车电机转矩和转速的目的。电流斩波控制适用于低速和制动运行工况，可限制电流峰值的增长，并起到良好有效的调节作用，而且转矩也比较平稳，电动汽车电机转矩脉动一般也比采用其他控制方式时要明显减小；
36.电压控制法(vc)电压控制法与前两种控制方式不同，它不是实时地调整开通角和关断角，而是某相绕组导通阶段，在主开关的控制信号中加入pwm信号，通过调节占空比来调节绕组端电压的大小，从而改变相电流值。
37.具体的，所述电路驱动单向电连接有负压电路监控器与功率变换器。
38.根据上述技术方案，控制单元通过控制方法对磁阻电机电路进行控制，磁阻电机对的电路驱动通过负压电路监控器与功率变换器对磁阻电机的负压与功率进行控制，从而避免了磁阻电机内部功率与电压工作不稳定。
39.具体的，所述控制器单向电连接有转换器，所述转换器电连接有温度传感器与电池电量测量装置，所述电池电量测量装置为备用紧急电源。
40.根据上述技术方案，控制器接收到输入温度报警阈值，从而发出电力数字信号与温度数字信号输出。
41.具体的，所述控制器单向电连接有触摸式显示屏。
42.根据上述技术方案，触摸式显示屏可以显示当前电机的内部温度，从而通过观测触摸式显示屏可以观测到当前电机内部运行情况。
43.具体的，所述调速模块单向电连接有调速模块，所述调速模块单向电连接有人为控制调速，所述人为控制调速单向电连接有紧急制动模块。
44.具体的，通过控制单元对电源进行控制，电源打开后电机进行工作，而当温度传感器监测的电机内部运行温度过高时则会通过控制器进一步对温度进行预警与分析，最终做出关闭电机或继续工作的指令，从而避免电机在运行过程中因内部温度过高而造成电机内部元器件的损坏。
45.利用本发明所述技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本发明的保护范围。