[发明专利]一种四相开关磁阻电机转矩脉动两电平抑制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种开关磁阻电机转矩脉动两电平抑制方法，适用于四相开关磁阻电机驱动系统。

背景技术

传统的开关磁阻电机直接转矩控制用于消除转矩脉动，需要对功率变换器主开关关断角进行设定，不同的功率变换器主开关关断角对转矩控制性能具有重要影响，为平滑输出转矩，需要通过离线计算或在线调节的方式确定关断角。为产生最大平滑转矩，需迅速建立励磁电流，因此一旦进入导通区间，应使电流以最大速率上升，为避免产生负转矩，应使电流以最大速率下降，功率变换器主开关关断角应位于恰当位置，其靠前，则电流不能上升到一定水平，转矩低于期望值；其偏后，则电流进入负转矩区。要求苛刻，实用性不好。因此，需要一种新的开关磁阻电机转矩脉动抑制方法，无需考虑功率变换器主开关关断角对转矩控制性能的影响，可实现最大范围的输出转矩平滑控制。

发明内容

本发明的目的是克服已有技术中存在的问题，提供一种四相开关磁阻电机转矩脉动两电平抑制方法。

本发明的四相开关磁阻电机转矩脉动两电平抑制方法，包括如下步骤：

a.在转子位置区间[0°，θ_r/4]设置第一组转矩阈值(th1_low，th1_up)，在转子位置区间[θ_r/4，θ_r/2]设置第二组转矩阈值(th2_low，th2_up)，这4个转矩阈值满足条件：

th1_up＞th2_up＞0              (1)

th2_low＜th1_low＜0            (2)

|th1_up|＝|th2_low|            (3)

|th2_up|＝|th1_low|            (4)

其中，转子位置0°为最小相电感位置，转子位置θ_r为齿距角即一个转子周期，半个转子周期是θ_r/2；

b.设置励磁状态S_A为A相供电励磁的状态，励磁状态S_A＝1表示A相供电励磁电压为正，励磁状态S_A＝-1表示A相供电励磁电压为负；设置励磁状态S_B为B相供电励磁的状态，励磁状态S_B＝1表示B相供电励磁电压为正，励磁状态S_B＝-1表示B相供电励磁电压为负，期望的总平滑转矩为T_e；

c.对相邻的A相和B相供电励磁，A相供电励磁比B相供电励磁超前θ_r/4，此时，A相关断，B相开通，通过将A相到B相分为两个区间的换相过程，实现四相开关磁阻电机转矩脉动两电平的抑制。

所述将A相到B相分为两个区间的换相过程如下：

(1)在转子位置区间[0°，θ₁]，A相使用第二组转矩阈值(th2_low，th2_up)，B相使用第一组转矩阈值(th1_low，th1_up)，临界位置θ₁是在换相过程中自动出现的，无需额外进行计算；

(1.1)在转子位置0°位置进入B相导通周期，设定初始励磁状态S_B＝1，B相电流和转矩从0开始增大；励磁状态S_A保持原有状态S_A＝-1，A相电流与转矩减小。由于B相在该位置电感变化率及电流较小，因此B相转矩增大速率小于A相转矩减小速率，总转矩随A相减小；

(1.2)当总转矩首先达到转矩值T_e+th1_low，不满足A、B两相状态转移条件，励磁状态S_A和S_B保持原有状态，总转矩继续减小；

(1.3)当总转矩减小到转矩值T_e+th2_low，满足A相状态转移条件，励磁状态S_A从-1切换到1，A相转矩增大；B相保持原有状态，B相转矩继续增大。从而总转矩增大；