[發明專利]一種基于提前開通的九扇區直接轉矩控制方法

在審

• 申請號: 202210516979.2
• 申請日: 2022-05-12
• 公開（公告）號: CN114826068A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 陳昊;華孟玉;田嘉誠;張珂;鞏士磊;王星
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學;榮成市榮佳動力有限公司;煙臺仙崴機電有限公司
• 主分類號: H02P21/14
• 分類號: H02P21/14;H02P21/20;H02P25/08;H02P25/098
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1.提前開通的九扇區直接轉矩控制方法是基于電壓矢量控制原則提出的，其特征在于：每相隔120°按逆時針建立和其負電壓矢量相鄰的兩個矢量合成一個空間電壓矢量6個空間電壓矢量將電空間劃分成6個區域，分別記為N₁、N₂、N₃、N₄、N₅、N₆，每個區域占60°，每個空間電壓矢量恰好處在它所在區域的角平分線上。

2.根據權利要求1中所述的電壓矢量選取原則，本發明針對傳統分區方法提出了改進。其特征在于：由于兩個或多個扇區在工作性質上的高度相似性，強行將它們劃分成不同的扇區是沒有必要的，當開關磁阻直線電機動子運行到在C相電感最大位置和B相電感最小位置之間的N₃扇區和N₄扇區內時，B、C兩相將一直關斷，所需的全部電磁力都由A相單獨提供，于是這里將成為A相的單獨工作區。如果要調節電磁力的大小，只需改變施加于A相的電壓矢量狀態即可，而無需再進行其他的控制操作。因此可以在在上一相相電感最大位置和下一相相電感最小位置之間的兩個扇區將成為一相的單獨工作區，于是在這個區域內，對這兩個扇區的控制是一致的，于是兩個扇區將可以合并成一個扇區。

3.根據權利要求2中所述的九扇區直接轉矩控制方法，針對其在負電壓矢量的建立上較為單一的問題，本發明提出了提前開通的解決方法，下面以A相為例闡述其特征在于：在A相的負電磁力產生區，始終不開通A相。亦即，始終沒有將電壓矢量“1”作用于A相，這就導致了當開關磁阻直線電機動子運動到N₁扇區時才剛剛對A相進行勵磁，加之在N₁扇區時，B相電流會產生負電磁力，所以B相需要一直關斷。只有C、A相在提供電磁力，由于這時即將到達C相的電感最大位置，所以C相要開始逐漸退磁防止拖尾電流產生負電磁力。在N₁扇區內，C相產生的電磁力開始下降。而A相由于剛剛開始勵磁，電流較小，加之此時很小，A相產生的電磁力很小，電磁力增長也很緩慢，C、A兩相出力的不足，導致了三相總電磁力下降。本發明采用提前開通勵磁相以建立足夠的電流的方法進行優化。優化的方法是在開關磁阻直線電機動子運動到達A相的電感最小位置的前一扇區，如果需要減小電磁力，則對A相施加“1”狀態的電壓矢量，使A相開通建立勵磁電流產生負電磁力達到減小電磁力的效果。如果需要增大電磁力，則對A相施加“0”狀態的電壓矢量，使A相續流，電流緩慢減小，A相產生負電磁力也會隨之減小，達到增大電磁力的效果。

4.根據權利要求3中所述采用提前開通的方法后，本發明又將將電流斬波控制方式與直接轉矩控制方法相結合做了進一步的優化，其特征在于：經過了上述的扇區合并后，在N₁扇區內，是約為0的值，在N₂扇區內，突然增大，將這個位置稱為x_sp，根據公式(1)，

雖然電流保持了基本平穩，但是由于突然從一個約為0的值，跳變成一個不能被忽略的正值，所以在此處電磁力會突然“跳變”，產生極大的電磁力脈動。因此，本發明在N1扇區、N4扇區和N7扇區內加入電流斬波控制方式，以防止在xsp處相電流過大而導致電磁力脈動。