[發明專利]一種基于零序調磁的記憶電機調磁控制方法及系統

有效

• 申請號: 202010090457.1
• 申請日: 2020-02-13
• 公開（公告）號: CN111181464B
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 陽輝;付方圓;林鶴云;雷家興
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H02P21/22
• 分類號: H02P21/22;H02P27/12;H02P29/028
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 馮艷芬

本發明公開了一種基于零序調磁的記憶電機調磁控制方法及系統，方法包括：(1)將記憶電機定子上的繞組采用集成了電樞繞組和調磁繞組功能的集成繞組，將并聯的第一逆變器和第二逆變器連接所述集成繞組；(2)在記憶電機正常運行無需調磁時，根據檢測到的記憶電機的轉子電角度θ_e、三相電流I_abc、轉子轉速ω_r按照空間矢量調制方式產生開關信號，驅動兩個逆變器對記憶電機集成繞組進行矢量控制；(3)在記憶電機需要調磁時，利用SVPWM進行電壓調制過程中，根據磁化狀態選擇器確定輸出的零序電流大小，改變零矢量的作用時間產生所需要的調磁電流，實現記憶電機永磁體的調磁。本發明冗余性低，提高了電機的轉矩密度。

技術領域

本發明涉及記憶電機控制技術，尤其涉及一種基于零序調磁的記憶電機調磁控制方法及系統。

背景技術

傳統的記憶電機由寫極式電機發展而來，轉子由鋁鎳鈷永磁體、非磁性夾層和轉子鐵心共同組成三明治結構。這種特殊結構能夠隨時實現對永磁體進行在線反復不可逆充去磁，同時減小交軸電樞反應對氣隙磁場的影響。然而，由于永磁體位于轉子，電樞繞組要同時具備能量轉換和磁場調節兩種功能，使得在線調磁難度大大增加，并且整個轉子是由多個部分組成，共同緊固在軸上，機械可靠性有所降低，導致其在需要寬調速驅動電機的應用場合中(如機床和電動汽車)。因此，采用上述結構會導致永磁氣隙主磁通不高的問題，電機力能指標有待提高。

近些年來，一類新型的直流調磁型記憶電機由于其卓越的性能受到國內外學者廣泛關注。通過將永磁體放置在定子側，轉子設計為凸極結構，該類電機具有轉矩密度高、效率高、空載感應電動勢的正弦度高和結構簡單可靠性高等優點，在航空等領域具有極大的工業價值。而對于現有的直流調磁型記憶電機，其定子側存在兩套繞組，一套為電樞繞組，另一套為調磁繞組，即電機的驅動控制與調磁控制功能是解耦的，這大大降低了在線調磁控制的難度，但電機結構相對復雜。不過直流調磁型記憶電機的調磁繞組在電機正常運行過程中存在冗余性，導致整個系統出現體積大，轉矩密度低的問題。

發明內容

發明目的：本發明針對現有技術存在的問題，提供一種基于零序調磁的記憶電機調磁控制方法及系統。

技術方案：本發明所述的基于零序調磁的記憶電機調磁控制方法包括以下步驟：

(1)將記憶電機定子上的繞組采用集成了電樞繞組和調磁繞組功能的集成繞組，將并聯的第一逆變器和第二逆變器連接所述集成繞組；

(2)在記憶電機正常運行無需調磁時，根據檢測到的記憶電機的轉子電角度θ_e和三相電流I_abc轉換得到d、q軸電流I_d、I_q，根據檢測到的記憶電機轉子轉速ω_r得到q軸電流給定值再將d、q軸電流與給定值的差值進行比例-積分調節后轉換得到電壓信號，并根據轉換后的電壓信號按照空間矢量調制方式產生開關信號，驅動兩個逆變器對記憶電機集成繞組進行矢量控制；

(3)在記憶電機需要調磁時，根據檢測到的三相電流I_abc得到零序電流I_o，將I_o與磁化狀態選擇器輸出的給定零序電流的差值進行比例-積分調節，得到輸出電壓并對采用平均分配原則，得到逆變器中零矢量的偏移時間T_Z，根據T_Z進行零矢量調制產生開關信號，驅動兩個逆變器產生調磁電流，實現記憶電機永磁體的調磁。

進一步的，所述磁化狀態選擇器內存儲有將記憶電機永磁體調節到不同磁化狀態時所需要的給定零序電流在記憶電機正常運行無需調磁時，磁化狀態選擇器輸出的給定零序電流在記憶電機需要調磁時，磁化狀態選擇器輸出給定零序電流

進一步的，步驟(2)具體包括：

(2.1)在記憶電機正常運行無需調磁時，磁化狀態選擇器輸出給定零序電流