降低铜损的开关磁阻电机开关角度自动调节方法

摘要

本发明公开了降低铜损的开关磁阻电机开关角度自动调节方法，包括电机启动和开关角度自动调节两个过程，启动阶段固定开通角为θ_u，关断角为θ_a，待电机速度ω超过阈值转速ω_th后，认为电机已经可靠地启动，此时启动开关角度自动调节功能，该整体过程步骤包括：步骤S1：设置开通角为θ_u，关断角为θ_a，启动电机，任意选定一相作为信号采集对象；步骤S2：待上述选定相的一个电气周期结束后，检测电机速度ω，若大于阈值转速ω_th，则转到步骤S3，否则，设置开通角为θ_u，关断角为θ_a，重复该步骤；步骤S3：启动开通角调节过程；步骤S4：启动关断角调节过程；步骤S5：转到步骤S2。本发明自动调节方法通过在线自动调节可降低铜损、提高开关磁阻电机能量转换效率。

主权项

降低铜损的开关磁阻电机开关角度自动调节方法，包括电机启动和开关角度自动调节两个过程，其特征在于：启动阶段固定开通角为θ_u，关断角为θ_a，待电机速度ω超过阈值转速ω_th后，认为电机已经可靠地启动，此时启动开关角度自动调节功能，该整体过程步骤包括：步骤S1：设置开通角为θ_u，关断角为θ_a，启动电机，任意选定一相作为信号采集对象；步骤S2：待上述选定相的一个电气周期结束后，检测电机速度ω，若大于阈值转速ω_th，则转到步骤S3，否则，设置开通角为θ_u，关断角为θ_a，重复该步骤；步骤S3：启动开通角调节过程；步骤S4：启动关断角调节过程；步骤S5：转到步骤S2；其中，步骤S3开通角调节过程具体包括如下步骤：步骤A1：判断上一个电气周期内，在[θ_on,θ_m2]区间内是否有斩波，如果有，转到步骤A2，否则，转到步骤A3；步骤A2：计算δθ_on＝θ_m2‑θ_ch，转到步骤A4；步骤A3：计算δi＝i_m2‑i_cmd,δθ_on＝ωL_uδi/v；步骤A4：δθ_on＝δθ_on/2,判断|δθ_on|是否小于位置传感器的精度值θ_step，若是，转到步骤A6，否则，转到步骤A5；步骤A5：计算中间变量θ_t＝θ_on+δθ_on，再对θ_t进行如下所示的饱和运算：${\theta }_{on}=\left\{\begin{array}{cc}{\theta }_{m1}& {\theta }_t<{\theta }_{m1}\\ {\theta }_t& {\theta }_{m1}\le {\theta }_t\le {\theta }_{m2}\\ {\theta }_{m2}& {\theta }_t>{\theta }_{m2}\end{array}\right.$步骤A6：本次开通角调节过程结束，返回进入上述步骤S4；其中，步骤S4关断角调节过程具体包括如下步骤：步骤B1：判断上一个电气周期内是否有斩波，如有，转到步骤B2，否则，转到步骤B3；步骤B2：设置期望的电流归零位置θ_{q_opt}＝θ_a，计算δθ_off＝θ_{q_opt}‑θ_q，转到步骤B4；步骤B3：设置期望的电流归零位置θ_{q_opt}＝θ_n2，计算δθ_off＝(θ_{q_opt}‑θ_q)/2；步骤B4：计算δθ_off＝δθ_off/2，判断|δθ_off|是否小于位置传感器的精度值θ_step，若是，转到步骤B6，否则，转到步骤B5；步骤B5：计算中间变量θ_t＝θ_off+δθ_off，再对θ_t进行如下所示的饱和运算：${\theta }_{off}=\left\{\begin{array}{cc}({\theta }_{m2}+{\theta }_{n1})/2& {\theta }_t<({\theta }_{m2}+{\theta }_{n1})/2\\ {\theta }_t& ({\theta }_{m2}+{\theta }_{n1})/2\le {\theta }_t\le {\theta }_{n1}\\ {\theta }_{n1}& {\theta }_t>{\theta }_{n1}\end{array}\right.$步骤B6：本次关断角调节过程结束，返回进入上述步骤S5；上述方法中，θ_on为开通角；θ_off为关断角；θ_u为定子凸极和转子凸极不对齐位置；θ_a为定子凸极和转子凸极对齐位置；θ_step为角度阈值；θ_{q_opt}为期望的电流归零位置；θ_q为实际的电流归零位置；θ_ch为出现第一次斩波时的位置；θ_m1是转子凸极和定子凸极从部分重叠区域切换到无重叠区域的位置，θ_m2是转子凸极和定子凸极从无重叠区域切换到部分重叠区域的位置，θ_n1是转子凸极和定子凸极从部分重叠区域切换到完全重叠区域的位置，θ_n2是转子凸极和定子凸极从完全重叠区域切换到部分重叠区域的位置；ω为转速；ω_th为转速阈值；i_cmd为电流命令；i_m2为θ_m2处电流；L_u为不对齐位置电感；v为导通时的相电压；T为转矩。