[发明专利]一种能减少开关磁阻电机转矩脉动的方法

摘要

本发明公开了一种能减少开关磁阻电机转矩脉动的方法，包括步骤为相绕组工作状态设置、参数预先设置、期望相转矩分配、实际输出转矩获取、相转矩偏差实时计算、单相导通区滞环控制和换相重叠区滞环控制。本发明把转矩分配函数TSF引入到直接瞬时转矩DITC控制中，提出了基于转矩分配函数的直接瞬时转矩控制方法。通过选择合理开关角度以及优化开关顺序控制住电流，进而减少转矩脉动。

主权项

一种能减少开关磁阻电机转矩脉动的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1，相绕组工作状态设置：每相绕组均对应变换器中的两只主开关器件Q1、Q2和两只二极管D1、D2；主开关器件Q1、对应相绕组和主开关器件Q2依次相串联；二极管D1反并联在主开关器件Q1和对应相绕组外侧，二极管D2反并联在主开关器件Q2和对应相绕组外侧；每相绕组的工作状态均具有S＝1、S＝0和S＝‑1三种状态，三种状态的设置方法如下：状态S＝1的设置方法为：主开关器件Q1、Q2同时开通，母线电压向对应相绕组供电，此时，该相绕组的两端电压为+U；状态S＝0的设置方法为：主开关器件Q1单独开通，主开关器件Q2关断，电机绕组电流经过二极管D1进行续流，此时，该相绕组的两端电压为0；状态S＝‑1的设置方法为：主开关器件Q1、Q2同时关断，对应相绕组电流经过二极管D1、D2进行续流，此时，该相绕组的两端电压为‑U；步骤2，参数预先设置：预先设置期望转矩T*、滞环内部偏差ΔTmin以及每相绕组中的电流最小值；步骤3，期望相转矩分配：采用转矩分配函数TSF将步骤2预先设置的期望转矩T*分配给每相绕组；步骤4，实际输出转矩获取：通过对开关磁阻电机进行直接测量或计算的方法，获取开关磁阻电机的实际输出转矩T；步骤5，相转矩偏差ΔT实时计算：采用转矩控制器按如下公式自动实时计算相转矩偏差ΔT；ΔT＝T*‑T步骤6，单相导通区滞环控制：在单相导通区，由直接瞬时转矩的准则可知，相绕组的工作状态只具有S＝1和S＝0两种；采用滞环控制器按照如下步骤实现S＝1和S＝0两种工作状态的自动切换；步骤61，工作状态S＝1：当实际输出转矩T减小，且步骤5实时计算的相转矩偏差ΔT大于步骤2预设的滞环内部偏差ΔTmin时，单相导通区处于S＝1的工作状态；此时，该相绕组的两端电压为+U，实际输出转矩T将增大；步骤62，工作状态S＝0：当实际输出转矩T增大，且步骤5实时计算的相转矩偏差ΔT小于步骤2预设的滞环内部偏差‑ΔTmin时；导向导通区自动切换为S＝0的工作状态，此时，实际输出转矩T将减小；步骤63，重复步骤61和步骤62，使实际输出转矩T跟踪上期望相转矩T*；步骤7，换相重叠区滞环控制：假设涉及换相的两相绕组分别为B相和C相，在换相重叠区，采用滞环控制器按照如下步骤实现B相工作状态向C相工作状态的自动切换；步骤71，B相和C相的换相初始状态：换相刚开始时，期望B相的电流能快速下降，以防止电流流入电感下降区，B相具有S＝1、S＝0和S＝‑1三种状态；期望C相电流能迅速上升，以产生足够转矩，C相具有S＝0和S＝1两种状态；步骤72，当实际输出转矩T实小于期望相转矩T期时，采用如下状态切换方法，使实际输出转矩T跟踪上期望相转矩T*；步骤721，保持B相状态不变，C相状态由S＝0变为S＝1；步骤722，如果C相状态已经是S＝1，且实际输出转矩T小于期望相转矩T*时，B相由状态S＝‑1变到S＝0，或B相由状态S＝0变到S＝1，来增加实际输出转矩T；步骤73，当实际输出转矩T实大于期望相转矩T*时，采用如下状态切换方法，使实际输出转矩T跟踪上期望相转矩T*；步骤731，保持C相状态不变，B相状态由S＝0变到S＝‑1，或B相由状态S＝1变到S＝0；步骤732，如果B相的电流已经达到步骤2中预先设置的电流最小值，则使C相的状态由S＝1变到S＝0，也即使C相的转矩减少。