[發(fā)明專利]開關磁阻電機全速度段控制方式平滑切換調速方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610818005.4
• 申請日: 2016-09-12
• 公開（公告）號: CN106655964B
• 公開（公告）日: 2018-12-28
• 發(fā)明（設計）人: 孫佃升
• 申請（專利權）人: 濱州學院
• 主分類號: H02P25/08
• 分類號: H02P25/08;H02P23/00
• 代理公司: 濟南龍瑞知識產權代理有限公司 37272
• 代理人: 劉燕麗

本發(fā)明的開關磁阻電機全速度段控制方式平滑切換調速方法，其特征在于：電機低速運行時，可根據轉速和負載大小實現電流斬波給定值、開通角、關斷角的共同調節(jié)，協(xié)調控制；隨著轉速上升，逐步提高電流斬波給定值，使電流斬波的作用逐漸由低速下的主要作用變?yōu)榇我饔茫灾劣谕耆∠麛夭ǎ咚龠\行時，通過調節(jié)開通角和關斷角來調速。本發(fā)明的有益效果是，可實現對相電流開通角、關斷角、相電流斬波給定值的協(xié)調控制；實現電機由低速向高速或者由高速向低速運行時控制方式的平滑切換，并實現電機高速與低速、電動與制動狀態(tài)下控制算法上的統(tǒng)一。

技術領域

本發(fā)明屬于開關磁阻電機調速控制方法領域，涉及一種開關磁阻電機全速度段控制方式平滑切換調速方法。

背景技術

開關磁阻電動機(switched reluctance motor，SRM)是20世紀80年代以來發(fā)展起來的一種新型機電一體化調速系統(tǒng)。SRM調速系統(tǒng)具有如下優(yōu)點：

(1)SRM結構簡單、成本低、轉子堅固，耐熱性能好，適合于高速運行。開關磁阻電機的結構比其他電動機都要簡單，其突出的優(yōu)點是轉子上沒有繞組，可以用于超高速運轉(如10000r/min以上)。在定子方面，它只有幾個集中繞組，制造簡單，絕緣容易，易于冷卻。

(2)電機各相獨立工作，系統(tǒng)可靠性高。電機各相繞組和磁路相互獨立，各自在一定軸角范圍內產生電磁轉矩，而不像一般電動機必須在各相繞組和磁路共同作用下產生圓形旋轉磁場。從控制器結構上看，各相電路各自給一相繞組供電，相互獨立工作，還可以缺相運行并具有再生制動作用。因此開關磁阻電動機調速系統(tǒng)可靠性很高，可以適用于一些運行環(huán)境惡惡劣的特殊場合。

(3)功率電路簡單可靠。開關磁阻電機轉矩方向只與各相通電順序有關，而和繞組電流的方向無關。只要控制主開關器件的導通關斷角度，便可改變電動機的工作狀態(tài)，即只要控制各相在不同電感區(qū)域內的瞬時電流，電路不會出現直通故障，可靠性高。

(4)起動轉矩高，啟動電流小。十分適合那些需要重載起動和較長時間低速運行的機械，如電動車輛。

(5)可控參數多，調速性能好。開關磁阻電機的控制參數有：開通角、關斷角、電流斬波給定值等。控制靈活方便，可以根據對電動機的運行要求和電動機的情況，采用不同控制方法和參數值，既可以使之運行于最佳 狀態(tài)(如最大出力、效率最高等)，還可以實現各種不同要求的轉矩—速度特性曲線。

(6)適用于頻繁起動、停車以及正反轉運行。開關磁阻電機調速系統(tǒng)具有高起動轉矩、低起動電流的特點，在起動過程中電流沖擊小，電機發(fā)熱小，易于加減速。可控參數多使之能在制動運行同電動運行具有同樣優(yōu)良的轉矩輸出能力。適用于頻繁起動、停車以及正反轉運行，次數可達1000次/小時。

(7)效率高，損耗小。開關磁阻電機控制系統(tǒng)其電動機轉子上無繞組，沒有銅耗，可控參數多，靈活方便，易于在寬轉速范圍和不同負載下實現高效優(yōu)化控制。其系統(tǒng)效率在很寬范圍內都在87％以上，這是其他一些調速系統(tǒng)不容易達到的。

各種突出的優(yōu)點，使開關磁阻電機控制系統(tǒng)已成為交流電機驅動系統(tǒng)、直流電機驅動系統(tǒng)及無刷直流驅動系統(tǒng)的有力競爭者。在電動車運用上有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

除此之外，SRM在高速和中低速運行時所需的控制方式不一致，存在不同控制方式的切換也是其本身的一大問題。高、低速下不同控制方式如果不能完成平滑的切換，會增加SRM的非線性因素，帶來轉矩和轉速脈動，增加控制難度，降低運行性能。