开关磁阻电机换相的研究

孙鑫

（卧龙电气驱动集团股份有限公司，浙江绍兴,312300）

0 引言

开关磁阻电机及其控制系统（以下简称SRM/SRD）,其具有结构坚固、控制性能优、起动力矩大、调速范围宽及在整个调速范围内效率高等优点[1][2][3]，适合电动自行车实际工况，深入开展了SRM/SRD在电动自行车应用，SRM采用4相32/24外转子，带位置传感器。导通角和关闭角是SRD重要控制参数，当功率电路采用H型控制拓扑结构，换相成了SRD控制的关键。换相涉及了三个问题，其一，如何确定换相顺序；其二，位置传感器误差如何消除；其三，减短负扭矩续流时间。本文就这三个问题一一进行详细分析。

1 换相顺序确定

功率电路采用H型控制拓扑结构，如图1所示。正常运行的换相顺序：BA->AD->DC->CB->BA或者AB->BC->CD->DA->AB。笔者查询大量书籍、期刊及论文等资料，都没有获得换相顺序确定方法，笔者在实践过程中总结了一套确定换相顺序方法，总结如下：

图1 H型拓扑结构

首先，检查下电机A、B、C、D四相顺序，方法是：中心线接48V电源负端，使用ABCD四相线分别去接48V电源正端，如果是电机是按照一个方向运转，表明，A、B、C、D四相线的顺序是正确的，否则还需要确定四相线的顺序。其次，四相线与控制器相分离，但是位置传感器信号线需要接到控制器中，位置信号接上示波器进行监测，通电后，旋转SRM，得到了位置信号的波形，在本案例中获取的数字信号是11->01->00->10->11(1：高电平，0：低电平，可以组成数组下标0～3)。定义A、B、C、D四相分别对应CPU的PA4～PA7的IO口，如果PA4～PA7的IO口为高电平，则表示对应相是通电的，AB通电代码为0x30,AD、DC、CB通电代码分别为 0x90、0xc0、0x60。对应 BA（AB）可能是……