[發(fā)明專利]用于控制開關(guān)磁阻機的控制系統(tǒng)、開關(guān)磁阻機、裝置和方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201880086856.1
• 申請日: 2018-06-12
• 公開（公告）號: CN111656671A
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: S·黑倫
• 申請（專利權(quán)）人: 邦奇動力有限責(zé)任公司
• 主分類號: H02P6/15
• 分類號: H02P6/15;H02P25/086;H02P25/092;H02P25/08
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 錢盛赟;陳斌

本文涉及一種用于控制開關(guān)磁阻機的控制系統(tǒng)，包括：包括轉(zhuǎn)子極的轉(zhuǎn)子；包括各組定子極的定子，每一組包括包含相繞組的定子極。轉(zhuǎn)子可通過對各組定子極進行順序供電來移動。控制系統(tǒng)被配置成控制該供電，并且包括相電流傳感器，該相電流傳感器用于提供各組定子極的相電流信號，該相電流信號指示各組定子極中的一組定子極中的相電流的量。該控制系統(tǒng)包括處理器，該處理器用于在為各組定子極供電之際或者在轉(zhuǎn)子的預(yù)定位置獲取相電流信號并基于所獲取的相電流信號來確定用于控制對相應(yīng)的一組定子極的供電的定時。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于控制開關(guān)磁阻機的控制系統(tǒng)，該開關(guān)磁阻機包括：包括一個或多個轉(zhuǎn)子極的轉(zhuǎn)子；包括一組或多組定子極的定子，每一組包括包含相繞組的一個或多個定子極，以使得每一相繞組與各組定子極中的相應(yīng)的一組定子極相關(guān)聯(lián)；其中轉(zhuǎn)子可通過經(jīng)由為相繞組供電對各組定子極進行順序供電來相對于定子移動；其中該控制系統(tǒng)被配置成控制對各組定子極的供電。本發(fā)明進一步涉及一種控制如上所述的開關(guān)磁阻機的方法，該方法包括由控制器控制對各組定子極的供電。本發(fā)明進一步涉及一種開關(guān)磁阻機以及一種裝置，諸如發(fā)電機或車輛。

背景技術(shù)

所公開的本發(fā)明涉及對開關(guān)磁阻(SR)電機的控制，尤其涉及對在連續(xù)導(dǎo)通模式中操作的開關(guān)磁阻機的控制。在開關(guān)磁阻機中，在低速下，轉(zhuǎn)矩主要可通過經(jīng)由開關(guān)功率電子器件控制相電流的幅值來調(diào)節(jié)。當(dāng)關(guān)斷開關(guān)元件時，相電流快速降至零。最大轉(zhuǎn)矩取決于相電流極限。在中速下，峰值電流可通過控制接通相的相對轉(zhuǎn)子位置來調(diào)節(jié)。由于增加的反電動勢(EMF)，即使開關(guān)元件保持活動，電流也將減小。關(guān)斷該相后電流軌跡較小，這可能會導(dǎo)致產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩較小。當(dāng)速度增加時，必須使接通角提前才能達(dá)到相同的峰值電流。關(guān)斷該相后的電流軌跡也變得更大。

在上文中，提及‘低速’和‘中速’，這些術(shù)語當(dāng)然沒有標(biāo)識確切的速度范圍，其中開關(guān)磁阻機根據(jù)上述特性來操作。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，適用的速度范圍在很大程度上取決于精確的電機設(shè)計和因開關(guān)磁阻機而異的其他參數(shù)。因此，無法將術(shù)語‘低速’和‘中速’鏈接到直接可標(biāo)識的速度范圍。通常，低速和中速范圍至少具有以下共同點，即在關(guān)斷該相后和下一相開始之前，相電流下降并變?yōu)榱恪Ｔ陂_始下一換流之前電流總是達(dá)到零的情況稱為‘不連續(xù)導(dǎo)通模式’。

然而，從一定速度開始，電流軌跡將達(dá)到下一換流將開始的角度。減小閉合角(dwell angle)(接通和關(guān)斷該相之間的夾角)可以避免這種情況，但是隨著速度的增加，功率也會降低。另一種可能性是將電機控制在‘連續(xù)導(dǎo)通模式’中，也被稱為‘連續(xù)電流模式’。在該模式中，相電流在換流之間沒有變?yōu)榱恪＿@使得預(yù)測由某些點火角(firing angle)產(chǎn)生的相電流波形變得更加困難，因為它取決于先前換流結(jié)束時的電流。各種屬性，諸如但不限于相電阻和功率電子器件壓降，因此對所得相電流波形具有顯著影響。在具有固定的點火角且沒有其他控制方式的情況下，電流波形乍看似乎在連續(xù)導(dǎo)通模式下穩(wěn)定，但由于環(huán)境條件的變化，它將連續(xù)變化。例如，在測試臺上，可以觀察到當(dāng)電機線圈溫度變化時電流波形連續(xù)變化，而點火角保持不變。與不連續(xù)導(dǎo)通模式相比，點火角的很小變化會對所得波形產(chǎn)生很大影響。這使得在不連續(xù)和連續(xù)導(dǎo)通模式之間的轉(zhuǎn)換變得困難，尤其是在電機模型的精度不是非常好或者環(huán)境條件未被確切知曉的情況下。這例如由于產(chǎn)生不期望的轉(zhuǎn)矩或產(chǎn)生不足的轉(zhuǎn)矩而導(dǎo)致電機的性能不足。

為了在連續(xù)導(dǎo)通模式中創(chuàng)建穩(wěn)定且可預(yù)測的電流波形，需要某種反饋控制。在本領(lǐng)域已經(jīng)提出了各種改進建議。例如，一些解決方案基于對峰值電流的控制以實現(xiàn)對連續(xù)導(dǎo)通模式的控制。然而，這需要相當(dāng)復(fù)雜的算法來在換流期間找到峰值電流。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供允許克服現(xiàn)有技術(shù)中的問題并使得能夠以有效且相對直接的方式控制連續(xù)導(dǎo)通模式中的開關(guān)磁阻機的控制系統(tǒng)。