[發(fā)明專利]一種開關(guān)磁阻電機模型預(yù)測轉(zhuǎn)矩和徑向力控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110961817.5
• 申請日: 2021-08-20
• 公開（公告）號: CN113746397B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 葛樂飛;鐘繼析;劉海洋;宋受俊
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H02P25/08
• 分類號: H02P25/08;H02P25/098;H02P23/00
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1.一種開關(guān)磁阻電機模型預(yù)測轉(zhuǎn)矩和徑向力控制方法，其特征在于：

包括以下步驟：

步驟1：給定參考轉(zhuǎn)矩T_ref和參考徑向力F_ref，在閉環(huán)系統(tǒng)中，T_ref可由轉(zhuǎn)速環(huán)PI調(diào)節(jié)器輸出得到；獲取開關(guān)磁阻電機電感特性、磁鏈特性和轉(zhuǎn)矩特性和徑向力特性，根據(jù)以上特性構(gòu)建數(shù)據(jù)表L_ph(i_ph,θ)、e_ph(i_ph,θ)、T_ph(i_ph,θ)和F_ph(i_ph,θ)；其中，L_ph、e_ph、T_ph、F_ph、i_ph、θ分別表示開關(guān)磁阻電機相電感、反電動勢系數(shù)、相轉(zhuǎn)矩、相徑向力、相電流和轉(zhuǎn)子位置；

步驟2：采集電機在k時刻的轉(zhuǎn)子位置θ(k)、相電流i_ph(k)、轉(zhuǎn)速ω(k)以及相電壓V_ph(k)的值；

步驟3：根據(jù)步驟2得到的測量數(shù)據(jù)，預(yù)測k+1時刻的轉(zhuǎn)子位置θ(k+1)、相電流i_ph(k+1)；

步驟4：預(yù)測k+2時刻轉(zhuǎn)子位置θ(k+2)并判定電機運行狀態(tài)；定義開關(guān)矢量s_ph與相電壓的關(guān)系如下，其中s_ph＝1表示不對稱半橋功率變換器兩個開關(guān)管都導(dǎo)通，s_ph＝0只有一個開關(guān)管導(dǎo)通，s_ph＝-1表示兩個開關(guān)管都關(guān)閉；開關(guān)狀態(tài)的組合原則為：在單向?qū)▍^(qū)，只計算當(dāng)前導(dǎo)通相的開關(guān)狀態(tài)，其余相為-1；在換相區(qū)，只預(yù)測正在換相的兩相開關(guān)狀態(tài)；

式中V_bus表示母線電壓，V_T、V_D、V_ph、s_ph分別表示開關(guān)管的壓降、續(xù)流二極管的壓降、相電壓和狀態(tài)變量；

結(jié)合預(yù)測的開關(guān)狀態(tài)，計算出k+1時刻的預(yù)測相電壓，預(yù)測k+2時刻相電流i_ph(k+2)；

步驟5：結(jié)合k+2時刻的相電流和轉(zhuǎn)子位置信息，通過查表T_ph(i_ph,θ)和F_ph(i_ph,θ)預(yù)測k+2時刻的轉(zhuǎn)矩和徑向力，求取總轉(zhuǎn)矩和總徑向力；

步驟6：根據(jù)步驟5預(yù)測出k+2時刻的總轉(zhuǎn)矩和總徑向力，求解成本函數(shù)的值；

步驟7：根據(jù)步驟6得到的成本函數(shù)選擇開關(guān)信號控制功率變換器中的開關(guān)；

步驟8：檢查是否給出了終止命令；如果是，停止循環(huán)；否則，返回步驟2。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種開關(guān)磁阻電機模型預(yù)測轉(zhuǎn)矩和徑向力控制方法，其特征在于：步驟1中通過固定夾持法獲取開關(guān)磁阻電機電感特性、磁鏈特性和轉(zhuǎn)矩特性，通過有限元仿真獲取徑向力特性，根據(jù)以上特性構(gòu)建二維數(shù)據(jù)表L_ph(i_ph,θ)、e_ph(i_ph,θ)、T_ph(i_ph,θ)和F_ph(i_ph,θ)；其中根據(jù)公式

計算反電動勢系數(shù)，其中L_ph、e_ph、i_ph、θ分別表示開關(guān)磁阻電機相電感、反電動勢系數(shù)、相電流和轉(zhuǎn)子位置。