[發明專利]一種開關磁阻電機速度與加速度雙閉環控制方法

無效

• 申請號: 201410104043.4
• 申請日: 2014-03-19
• 公開（公告）號: CN103888045A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 陳昊;王千龍
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: H02P25/08
• 分類號: H02P25/08;H02P23/00;H02P25/06
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

技術領域

本發明涉及一種開關磁阻電機速度與加速度雙閉環控制方法，適用于各種類型、各種相數的開關磁阻電機驅動系統。

背景技術

為了獲得開關磁阻電機較好的調速性能，國內外學者從開關磁阻電機本體的設計、仿真模型的搭建以及控制算法的研究等方面，對開關磁阻電機調速系統進行了一系列深入的研究。為了精確的控制開關磁阻電機的出力，用力或轉矩分配函數法，根據開關磁阻電機轉子實時所在位置，給電機各相分配所需出力的電流/磁鏈給定值，實施電機各相電磁力、電磁轉矩的平滑控制；但是力或轉矩分配函數法，需要獲得開關磁阻電機的電磁力/轉矩-位置-電流或相電感-位置-電流數據，控制精度依賴于這些數據的精度，控制器針對性強，通用性低。在開關磁阻電機和負載之間安裝力/轉矩傳感器，實時檢測電機出力，可實現開關磁阻電機電磁力/轉矩的直接控制；但這使得整個控制系統的可靠性和控制精度不僅依賴于位置/速度傳感器的可靠性和檢測精度，還依賴于力/轉矩傳感器的可靠性和檢測精度，且開關磁阻電機驅動系統的造價也隨之增加。通過電磁力/轉矩-位置-電流數據信息估算出開關磁阻電機實時的電磁力/轉矩；然而，同力或轉矩分配函數法一樣，實測或者仿真得到的電磁力/轉矩-位置-電流數據無法很好的適應實際應用環境中開關磁阻電機繞組內阻、氣隙、負載擾動等參數的變化。

發明內容

本發明的目的是克服已有技術中存在的問題，提供一種開關磁阻電機速度與加速度雙閉環控制方法，通過調節和平滑開關磁阻電機系統電磁力、電磁轉矩及速度，從而實現開關磁阻電機速度與加速度雙閉環的控制。

本發明的開關磁阻電機速度與加速度雙閉環控制方法，采用由內外兩個控制閉環構成的開關磁阻電機控制器，所述的內環為加速度閉環，加速度閉環用加速度調節器來實現加速度閉環控制，外環為速度閉環，速度閉環用速度調節器實現速度閉環控制；

預先對開關磁阻電機設定一個速度給定值v^*，將速度給定值v^*與開關磁阻電機實際速度反饋值v的差值e作為開關磁阻電機速度閉環速度調節器的輸入值，速度閉環調節器的輸出值為開關磁阻電機加速度給定值a^*；

將開關磁阻電機加速度給定值a^*與開關磁阻電機實際加速度反饋值a的差值e₂作為開關磁阻電機加速度閉環調節器2的輸入值，加速度閉環調節器2的輸出值為開關磁阻電機相電流斬波限值I_ref；

依此相電流斬波限值I_ref對開關磁阻電機功率變換器相電流實施斬波，以此控制開關磁阻電機系統的相電流，從而調節和平滑開關磁阻電機系統電磁力、電磁轉矩及速度；

若實際的相電流大于相電流斬波限值I_ref，則開關磁阻電機功率變換器的主開關被關斷；

當實際的相電流小于或等于相電流斬波限值I_ref時，則開關磁阻電機功率變換器的主開關重新開通。

有益效果：由于采用了上述速度與加速度雙閉環控制方法，控制開關磁阻電機系統的相電流，實現了開關磁阻電機系統電磁力、電磁轉矩及速度的平滑調節，電磁力、電磁轉矩脈動小，速度響應快、超調小、受負載影響小，不需要開關磁阻電機電磁力/轉矩-位置-電流或相電感-位置-電流數據、不需要力/轉矩傳感器，能很好的適應實際應用環境中開關磁阻電機繞組內阻、氣隙、負載擾動等參數的變化，通用性強，適用于各種類型、各種結構、各種相數的開關磁阻電機驅動系統，性價比高、實用性強，效果好，具有廣泛的應用前景。

附圖說明

圖1是本發明的開關磁阻電機速度與加速度雙閉環控制結構示意圖。

圖2是本發明的開關磁阻電機的三相電流波形。

圖3是本發明的開關磁阻電機速度響應曲線。

具體實施方式

下面結合附圖中的實施例對本發明作進一步的描述：