[發(fā)明專利]一種用于電勵磁雙凸極電機的轉(zhuǎn)矩控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811346348.0
• 申請日: 2018-11-13
• 公開（公告）號: CN109450330B
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張卓然;陳旭;于立;卞張銘
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號: H02P23/04
• 分類號: H02P23/04;H02P23/30;H02P27/08
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 賀翔

本發(fā)明實施例公開了一種用于電勵磁雙凸極電機的轉(zhuǎn)矩控制方法，涉及變磁阻類電機控制技術(shù)領(lǐng)域，能夠抑制轉(zhuǎn)矩脈動，提升電勵磁雙凸極電機的轉(zhuǎn)矩性能。本發(fā)明所述的控制方法采用轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩雙閉環(huán)的控制結(jié)構(gòu)，將轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩作為被控量，控制量為功率變換器的驅(qū)動信號。其控制原理為：轉(zhuǎn)速外環(huán)的輸出作為轉(zhuǎn)矩的給定值，轉(zhuǎn)矩觀測器根據(jù)采集的三相電流信號與轉(zhuǎn)子位置信號輸出相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩值，作為轉(zhuǎn)矩的反饋值，轉(zhuǎn)矩的給定值與反饋值經(jīng)滯環(huán)控制及開關(guān)狀態(tài)查詢表，輸出相應(yīng)的功率變換器驅(qū)動信號。本發(fā)明適用于針對電勵磁雙凸極電動機轉(zhuǎn)矩性能的優(yōu)化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及變磁阻類電機控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于電勵磁雙凸極電機的轉(zhuǎn)矩控制方法。

背景技術(shù)

電勵磁雙凸極電機是一種較為常用的磁阻類電機結(jié)構(gòu)，其電機轉(zhuǎn)子的上不存在繞組和磁鋼，因此其結(jié)構(gòu)簡單牢固、易于維護、可靠性高。在飛機起動/發(fā)電系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、新能源汽車等領(lǐng)域有很好的應(yīng)用前景。但是，作為磁阻類電機，由于電勵磁雙凸極電機定轉(zhuǎn)子雙邊凸極的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致其存在轉(zhuǎn)矩脈動大、噪聲大和振動劇烈的問題，在一定程度上制約了其推廣應(yīng)用。

目前針對電勵磁雙凸極電動機轉(zhuǎn)矩性能的優(yōu)化研究方向主要分為兩大類：一類是通過優(yōu)化電勵磁雙凸極電動機本體的設(shè)計，減小轉(zhuǎn)矩脈動；另一類是結(jié)合電勵磁雙凸極電動機的電磁特性，提出新的電機角度控制策略，并在一定程度上減小了電勵磁雙凸極電動機的轉(zhuǎn)矩脈動、提升了電機的轉(zhuǎn)矩性能。

角度控制策略是在標(biāo)準(zhǔn)角控制策略的基礎(chǔ)上，將各開關(guān)管按照一定的規(guī)則提前或滯后開通、關(guān)斷和反向的控制策略。現(xiàn)有的角度控制策略本質(zhì)上仍是電流閉環(huán)的控制策略，即通過控制電流的波形，間接的控制電機的轉(zhuǎn)矩。但由于電勵磁雙凸極電機內(nèi)部電磁量具有非線性與強耦合性，即使相電流的幅值恒定，電機的轉(zhuǎn)矩仍會存在較大的轉(zhuǎn)矩脈動。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的實施例提供一種用于電勵磁雙凸極電機的轉(zhuǎn)矩控制方法，能夠抑制轉(zhuǎn)矩脈動，提升電勵磁雙凸極電機的轉(zhuǎn)矩性能。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實施例采用如下技術(shù)方案：

采用轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩雙閉環(huán)的控制結(jié)構(gòu)，將轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩作為被控量，功率變換器的驅(qū)動信號則作為控制量。其控制原理大致為：轉(zhuǎn)速外環(huán)的輸出作為電機轉(zhuǎn)矩的給定值，轉(zhuǎn)矩觀測器根據(jù)采集的三相電流信號與轉(zhuǎn)子位置信號，輸出相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩值，作為轉(zhuǎn)矩的反饋值，將轉(zhuǎn)矩的反饋值反饋，對轉(zhuǎn)矩進行閉環(huán)控制。

由于對電勵磁雙凸極電動機采用直接轉(zhuǎn)矩控制方法，直接對電機的轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制，有效地避免了電流閉環(huán)控制中直接控制相電流，間接控制轉(zhuǎn)矩而導(dǎo)致的轉(zhuǎn)矩脈動問題。因而該方法能有效地抑制電勵磁雙凸極電動機的轉(zhuǎn)矩脈動，為電勵磁雙凸極電動機的推廣應(yīng)用奠定了一定的基礎(chǔ)。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。

圖1為采用直接轉(zhuǎn)矩控制方法的電勵磁雙凸極電動機的調(diào)速系統(tǒng)框圖；

圖2為電勵磁雙凸極電動機直接轉(zhuǎn)矩控制框圖；

圖3為電勵磁雙凸極電動機的電感特性圖；

圖4為本發(fā)明所提出的轉(zhuǎn)矩觀測器誤差仿真波形圖；

圖5為現(xiàn)有技術(shù)中所提出的轉(zhuǎn)矩觀測器誤差仿真驗證圖；

圖6為電勵磁雙凸極電動機直接轉(zhuǎn)矩控制方法的轉(zhuǎn)矩仿真結(jié)果；

圖7為本發(fā)明實施例提供的方法流程的示意圖。

具體實施方式