发明名称 开关磁阻电机直接瞬时转矩的PWM调压控制方法
摘要 本发明公开了一种开关磁阻电机直接瞬时转矩的PWM调压控制方法,包括以下步骤:步骤一、开关磁阻电机的第p相定子绕组对应转子位置角及第p相定子绕组电流信号的采集与传输,步骤二、确定出开关磁阻电机的瞬时转矩T,步骤三、确定出PWM调压控制策略并对开关磁阻电机的瞬时转矩进行控制。本发明方法简单,实现方便,转矩波动小,响应速度快,能够提高系统的性能,实用性强,使用效果好,便于推广使用。
申请公布号 CN103684130A 申请公布日期 2014.03.26
申请号 CN201310745602.5 申请日期 2013.12.29
申请人 西安科技大学 发明人 程勇
分类号 H02P6/10(2006.01)I 主分类号 H02P6/10(2006.01)I
代理机构 西安创知专利事务所 61213 代理人 谭文琰
主权项 一种开关磁阻电机直接瞬时转矩的PWM调压控制方法,其特征在于该方法包括以下步骤:步骤一、开关磁阻电机(7)的第p相定子绕组对应转子位置角及第p相定子绕组电流信号的采集与传输:位置传感器(1)对开关磁阻电机(7)的第p相定子绕组对应转子位置角进行实时检测,并将所检测到的信号经过信号调理电路模块(3)进行放大、滤波和A/D处理后实时输出给微控制器模块(4);电流传感器(2)对开关磁阻电机(7)的第p相定子绕组电流信号进行实时检测,并将所检测到的信号经过信号调理电路模块(3)进行放大、滤波和A/D处理后实时输出给微控制器模块(4);其中,第p相定子绕组为m相开关磁阻电机(7)的当前相定子绕组,m的取值为3、4、5或6;步骤二、确定出开关磁阻电机(7)的瞬时转矩T:微控制器模块(4)对其接收到的开关磁阻电机(7)的第p相定子绕组对应转子位置角信号和第p相定子绕组电流信号进行分析处理,得到开关磁阻电机(7)的第p相定子绕组对应转子位置角θ和第p相定子绕组电流i,并根据其得到的开关磁阻电机(7)的第p相定子绕组对应转子位置角θ和第p相定子绕组电流i查找预先存储在数据存储模块(5)中的转矩检测表,确定出开关磁阻电机(7)的瞬时转矩T;其中,所述转矩检测表为开关磁阻电机(7)的各相定子绕组对应转子位置角、各相定子绕组电流和瞬时转矩之间的对应关系表;步骤三、确定出PWM调压控制策略并对开关磁阻电机(7)的瞬时转矩进行控制,其具体过程为:步骤301、微控制器模块(4)将开关磁阻电机(7)的瞬时转矩T与给定转矩Te进行比对,计算得到瞬时转矩T与给定转矩Te的误差;步骤302、微控制器模块(4)根据瞬时转矩T与给定转矩Te的误差且通过PID算法并经限幅计算得到PWM输出脉冲的占空比信号;步骤303、微控制器模块(4)根据其得到的开关磁阻电机(7)的第p相定子绕组对应转子位置角θ,判断开关磁阻电机(7)的第p相定子绕组工作在单相工作区间还是换相工作区间,当θ∈[θ(p‑1)off,θpon]时,开关磁阻电机(7)的第p相定子绕组工作在换相工作区间,当θ∈[θpon,θpoff]时,开关磁阻电机(7)的第p相定子绕组工作在单相工作区间;其中,第p‑1相定子绕组为m相开关磁阻电机(7)的当前相定子绕组的前一相定子绕组,θ(p‑1)off为m相开关磁阻电机(7)的当前相定子绕组的前一相定子绕组的关断角,θpon为m相开关磁阻电机(7)的当前相定子绕组的导通角,θpoff为m相开关磁阻电机(7)的当前相定子绕组的关断角;步骤304、当开关磁阻电机(7)的第p相定子绕组工作在单相工作区间时,微控制器模块(4)根据电压模式为“+1”和“‑1”的双极性PWM方法控制不对称半桥驱动电路(6),进而对开关磁阻电机(7)的各相定子绕组进行控制;当开关磁阻电机(7)的第p相定子绕组工作在换相工作区间时,微控制器模块(4)根据电压模式为“+1”和“0”的单极性PWM方法控制不对称半桥驱动电路(6),进而对开关磁阻电机(7)的即将单相导通相定子绕组进行控制;且微控制器模块(4)根据电压模式为“+1”和“‑1”的双极性PWM方法控制不对称半桥驱动电路(6),进而对开关磁阻电机(7)的即将关断相定子绕组进行控制;其中,所述不对称半桥驱动电路(6)包括直流电源E和并联在直流电源E输出端之间的多个定子绕组独立驱动电路,所述定子绕组独立驱动电路的数量与开关磁阻电机(7)的绕组数量相等,每个所述定子绕组独立驱动电路均由全控型开关管S1和S2以及续流二极管D1和D2构成,所述全控型开关管S1的控制端和全控型开关管S2的控制端均与所述微控制器模块(4)相接,所述全控型开关管S1的一端和续流二极管D1的负极均与直流电源E的正极输出端相接,所述全控型开关管S1的另一端和续流二极管D2的负极均与开关磁阻电机(7)的任意一相定子绕组的一端相接,所述续流二极管D1的正极和全控型开关管S2的一端均与开关磁阻电机(7) 的任意一相定子绕组的另一端相接,所述续流二极管D2的正极和全控型开关管S2的另一端均与直流电源E的负极输出端相接;当电压模式为“+1”时,所述微控制器模块(4)控制全控型开关管S1和S2均导通;当电压模式为“0”时,所述微控制器模块(4)控制全控型开关管S1断开,并控制全控型开关管S2导通;当电压模式为“‑1”时,所述微控制器模块(4)控制全控型开关管S1和S2均断开。
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