[發明專利]一種自動判斷開關磁阻電機電流狀態的電流控制方法

有效

• 申請號: 201810321538.0
• 申請日: 2018-04-11
• 公開（公告）號: CN108448998B
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 邊敦新;熊立新;馬宏昌;姜殿波;譚培紅;葛海燕;王新維
• 申請（專利權）人: 山東理工大學
• 主分類號: H02P25/092
• 分類號: H02P25/092
• 代理公司: 淄博匯川知識產權代理有限公司 37295
• 代理人: 李時云

本發明公開了一種自動判斷開關磁阻電機電流狀態的電流控制方法。該方法通過判斷相線圈繞組的實際電流與上、下給定電流的關系判斷磁阻電機是處于電動狀態還是發電狀態。然后根據判斷的結果控制功率轉換電路中開關管的通斷，在電動工作狀態時交替關閉單個開關管限制電流，在發電狀態時關閉兩個開關管將能量回饋到母線電容，避免了未及時控制開關管的通斷導致的過電流故障。由于電動和發電狀態的判斷依賴于電流信號，不需要外部信號，因此本發明簡化了電路結構、提高了運行效率。

技術領域

本發明涉及電機控制領域，具體涉及一種自動判斷開關磁阻電機電流狀態的電流控制方法。

背景技術

開關磁阻電機結構簡單，起動轉矩大，在壓力機等領域得到廣泛的應用。開關磁阻電機的轉矩是通過控制繞組的電流來實現的，繞組電流的控制是通過控制與繞組連接的開關元件的開通和關斷實現的。電流控制的方法可以是PWM電壓斬波控制，也可以是電流反饋控制。常用的開關磁阻電機每相繞組有兩個開關器件，兩個開關同時開關閉合時，繞組兩端施加正電壓，電能從電源流向電機；兩個開關都斷開時，繞組兩端施加負電壓，電能返回電源；一個開關斷開，另一個開關閉合時，繞組兩端施加零電壓。為了使電機繞組的電流波動盡量小，一般采用單開關交替斬波的方式。在電動機工作狀態，兩個開關同時閉合使繞組電流上升，一個開關閉合使繞組電流下降；在發電狀態，兩個繞組同時斷開使繞組電流下降，一個開關斷開使繞組電流上升。在實際工作時，會出現開關磁阻電機從電動狀態變為發電狀態，控制器沒有及時判別處理的情況，由于電流斬波方式還是電動狀態的，導致繞組電流失控，導致過流故障。

因此，設計一種自動判斷開關磁阻電機電動和發電狀態，并根據電流控制功率轉換電路中開關管方法中成為一種迫切地要求。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供了一種自動判斷開關磁阻電機電動和發電狀態并及時發出控制信號的一種自動判斷開關磁阻電機電流狀態的電流控制方法。

本發明要解決的技術問題的技術方案是：一種自動判斷開關磁阻電機電流狀態的電流控制方法，該方法應用于一種由開關磁阻電機、功率轉換電路、控制器、傳感器以及轉矩控制器組成一種開關磁阻電機運行系統，其特征在于：所述控制器設有狀態控制器，所述轉矩控制器設有兩個電流給定輸出和一個導通角信號輸出，電流給定分別為上電流給定iH和下電流給定iL，并且上電流給定iH大于下電流給定iL，兩個電流給定輸入到控制器內部的狀態控制器中，傳感器中的電流傳感器采集相線圈繞組的實際電流i并輸入到控制器內部的狀態控制器中。狀態控制器內部設定一個變量，該變量為交替斬波狀態，交替斬波狀態包括兩個狀態，分別為上橋斬波和下橋斬波，初始狀態下，交替斬波狀態為上橋斬波。初始狀態下，上下橋臂兩個開關管全部關斷，導通角信號輸出的相導通控制信號為關斷狀態。

步驟1、狀態控制器判斷接收到的相導通控制信號是否為導通狀態：如果相導通控制信號為關斷狀態，則重復步驟1；如果相導通控制信號為導通狀態，則判斷實際電流i是否小于下電流給定iL：如果實際電流i小于下電流給定iL，則執行步驟2，如果實際電流i不小于下電流給定iL，則重復步驟1。

步驟2、狀態控制器控制上、下橋臂的開關管導通，此時電能從電源流入磁阻電機，處于電動狀態。狀態控制器判斷實際電流i是否大于下電流給定iL：如果實際電流i大于下電流給定iL，則判斷交替斬波狀態，如果交替斬波狀態為上橋斬波則執行步驟3，如果交替斬波狀態為下橋斬波則執行步驟4；如果實際電流i不大于下電流給定iL，則重復步驟2。

步驟3、狀態控制器控制上橋臂開關管斷開、下橋臂開關管導通，將交替斬波狀態切換為下橋斬波，此時處于單管續流狀態。狀態控制器啟動計時器，計時器到達設定時間后判斷實際電流i與上、下電流給定iH、iL的關系。3.1、實際電流i小于下電流給定iL，則執行步驟2；3.2、實際電流i大于下電流給定iL且小于上電流給定iH，則重復步驟3；3.3、實際電流i大于上電流給定iH，則執行步驟5。