[發明專利]一種盤式開關磁阻電機的控制方法

在審

• 申請號: 202110028838.1
• 申請日: 2021-01-11
• 公開（公告）號: CN112865657A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 趙存宏;張傳軍;張開磊;劉立獻
• 申請（專利權）人: 山東中環聯科機電科技有限公司
• 主分類號: H02P23/00
• 分類號: H02P23/00;H02P25/08;G06F30/20;G06N3/08
• 代理公司: 濰坊博強專利代理有限公司 37244
• 代理人: 宮克禮

本發明公開了一種盤式開關磁阻電機的控制方法，包括建立非線性轉矩控制模型、建立多變量靜態神經網絡控制器模型、建立反饋控制系統、神經網絡驅動控制；本發明通過對軸向磁場盤式開關磁阻電機實測數據分析，描述了電機轉速、電流、開通角及關斷角對輸出轉矩的影響，認為開通角及關斷角需要根據電流、轉速及轉矩等參數進行動態調節，建立了靜態多變量神經網絡控制器模型，設計了神經網絡控制器的訓練方法，給出了基于最小二乘法的變步長尋優方法，用于快速獲取最優的神經網絡在線訓練數據，從而實現了基于電流最優的軸向磁場盤式開關磁阻電機控制系統，并將神經網絡控制器與PID調節器相結合，使整體系統具有動態調節能力。

技術領域

本發明涉及一種盤式開關磁阻電機的控制方法。

背景技術

普通徑向磁場開關磁阻電機具有以下特點：定、轉子為雙凸極結構，轉子上即無繞組又無永磁體，結構簡單、堅固，特別適合于高速、高溫、振動等惡劣環境；各相繞組獨立工作，可以缺相運行，容錯能力強；功率變換器的開關元件與繞組串聯，無上下橋臂直通短路的危險，驅動簡單，可靠性高；啟動電流小，起動轉矩大，適用于要求頻繁起動的場合；可控參數多，控制靈活，調速性能好，具有寬廣的調速范圍和高效率范圍。

將開關磁阻電機與軸向磁場盤式結構相結合，形成軸向磁場盤式開關磁阻電機，具有開關磁阻電機和軸向磁場盤式電機的綜合優勢，從結構上看，徑向磁場開關磁阻電機為雙凸極結構，而軸向磁場盤式開關磁阻電機為雙平面結構，這種結構上的差異將導致兩類電機在數學模型、控制策略等多方面存在差異。軸向磁場開關磁阻電機依靠定、轉子齒之間的磁拉力產生切向力，從而使電機旋轉，但同時產生軸向電磁力，使定、轉子盤之間產生很大的吸引力，極大增加了軸承承擔的軸向力。為此，現有技術中設計了3/2極雙定子盤式開關磁阻電機，如圖1所示，中間為轉子盤2，兩側為定子盤1，有效地解決了磁拉力使氣隙改變的問題。作者研究了電機的直徑、繞組匝數、徑向長度、極弧角等對輸出轉矩的影響，并給出了電感的計算方法。研究表明，軸向磁場開關磁阻電機的輸出轉矩與傳統的徑向磁場電機有相似性。

軸向磁場盤式開關磁阻電機具有開關磁阻電機和軸向磁場盤式電機的綜合優勢，因而具有功率密度高、轉矩大、結構緊湊等優點。