[發(fā)明專利]一種基于母線電流傳感器的開關(guān)磁阻電機(jī)相電流重構(gòu)方法

有效

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• 申請日: 2017-09-15
• 公開（公告）號: CN107681946B
• 公開（公告）日: 2019-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宋受俊;夏澤坤;彭晨帆
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H02P25/08
• 分類號: H02P25/08;H02P21/22;H02P27/08
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本發(fā)明公開了一種基于母線電流傳感器的開關(guān)磁阻電機(jī)相電流重構(gòu)方法。開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)中模塊化功率變換器由一個三相全橋開關(guān)模塊和一個半橋開關(guān)模塊組成，電機(jī)繞組呈星形連接且中線引出。該方法僅需要一個母線電流傳感器，通過給開關(guān)管注入一個PWM信號，將母線電流解耦，實(shí)現(xiàn)相電流重構(gòu)。本發(fā)明所述相電流重構(gòu)方法可得到完整的相電流波形，減少了電流傳感器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器通道個數(shù)，所采用的模塊化功率傳感器有利于降低驅(qū)動系統(tǒng)的成本、提高系統(tǒng)的集成度和可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于母線電流傳感器的開關(guān)磁阻電機(jī)相電流重構(gòu)方法，屬于電機(jī)控制領(lǐng)域。

背景技術(shù)

開關(guān)磁阻電機(jī)功率變換器的主要功能是為開關(guān)磁阻電機(jī)供電、為繞組儲能提供回饋路徑。開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的性能和成本除電機(jī)本體之外很大程度上取決于功率變換器和傳感器件。使用產(chǎn)量高、技術(shù)成熟的功率開關(guān)模塊能夠有效提高驅(qū)動系統(tǒng)的集成度，降低系統(tǒng)成本、體積和重量。然而，為達(dá)到良好的控制效果，傳感器件必不可少。對于n相開關(guān)磁阻電機(jī)，一般需要n個電流傳感器；開關(guān)磁阻電機(jī)相數(shù)越多，所需電流傳感器個數(shù)也越多，驅(qū)動系統(tǒng)的成本、體積及復(fù)雜度都會提高，可靠性大大降低。基于母線電流傳感器的電機(jī)相電流重構(gòu)是減少電流傳感器個數(shù)的方法之一，常見于交流電機(jī)控制領(lǐng)域。例如電壓源逆變器驅(qū)動的交流電機(jī)，通過調(diào)節(jié)脈沖寬度調(diào)制信號，確保母線電流傳感器可以檢測到整個控制周期內(nèi)的所有相電流。文獻(xiàn)“Single-sensor current regulation in switchedreluctance motor drives”首先提出基于開關(guān)磁阻電機(jī)的相電流重構(gòu)方法，采用的功率變換器能夠?qū)⒏飨嗤舜烹娏鲝哪妇€中分離出來，但該方法控制十分復(fù)雜。文獻(xiàn)“Phasecurrent reconstruction of switched reluctance motors from dc-link currentunder double high-frequency pulses injection”在文獻(xiàn)“Single-sensor currentregulation in switched reluctance motor drives”的基礎(chǔ)上，提出了一種高頻脈沖注入法來重構(gòu)各相電流，將兩個高頻脈沖分別注入到功率變換器下橋臂的兩個不同開關(guān)管，從而進(jìn)行相電流重構(gòu)。由于功率變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特殊，退磁電流無法重構(gòu)，導(dǎo)致重構(gòu)出的相電流不完整，無法應(yīng)用于先進(jìn)的控制方法，如直接瞬時轉(zhuǎn)矩控制。此外，該功率變換器沒有采用標(biāo)準(zhǔn)的功率開關(guān)模塊，系統(tǒng)集成度不高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種基于開關(guān)磁阻電機(jī)模塊化功率變換器的相電流重構(gòu)方法，僅需要一個母線電流傳感器，在不改變模塊化功率變換器結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過給開關(guān)管注入PWM信號，將母線電流解耦，實(shí)現(xiàn)相電流重構(gòu)。該方法能夠得到完整的相電流波形，減少電流傳感器個數(shù)，提高電機(jī)可靠性和系統(tǒng)集成度，降低驅(qū)動系統(tǒng)的成本、重量、體積及復(fù)雜度。

本發(fā)明所述的模塊化功率變換器由一個三相全橋開關(guān)模塊和一個半橋開關(guān)模塊組成；三相全橋開關(guān)模塊包括一到六號開關(guān)管T1～T6，一到六號二極管D1～D6；六個開關(guān)管T1～T6和六個二極管D1～D6組成上下三個橋臂，三個上橋臂分別由開關(guān)管T1，T3，T5和二極管D1，D3，D5組成，三個下橋臂分別由開關(guān)管T2，T4，T6和二極管D2，D4，D6組成；所述的半橋開關(guān)模塊包括七號開關(guān)管T7，八號開關(guān)管T8，七號二極管D7和八號二極管D8，開關(guān)管T7和二極管D7組成一個上橋臂，開關(guān)管T8和二極管D8組成一個下橋臂；三相全橋開關(guān)模塊和半橋開關(guān)模塊的每個上橋臂接直流電源正端，下橋臂接直流電源負(fù)端；三相全橋開關(guān)模塊的三個上下橋臂連接處引出線分別與開關(guān)磁阻電機(jī)三相繞組相連，半橋開關(guān)模塊的上下橋臂連接處引出線與開關(guān)磁阻電機(jī)三相繞組連接點(diǎn)N相連。