[发明专利]一种开关磁阻电机的直接转矩控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及开关磁阻电机的控制技术领域，具体地说是一种开关磁阻电机的直接转矩控制装置。

背景技术

开关磁阻电机大多采用速度控制方式，速度调节器直接输出电流给定量，控制器对电流给定量进行PI调节，以控制平均电流，进而间接的控制电机的平均转矩，但是这种方式对电流的控制响应较弱，且对转矩控制的响应也比较慢，在一定程度上很难发挥开关磁阻电机的性能。

发明内容

本发明针对上述现有技术现状，而提供一种开关磁阻电机的直接转矩控制装置，对转矩进行直接控制，通过对转矩调节器输出的电流量进行滞回控制，提高了对转矩控制的响应能力，并可以在一定程度上减小转矩脉动。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种开关磁阻电机的直接转矩控制装置，具有对速度PI调节器输出的转矩给定量Tcmd进行处理并向开关磁阻电机输出控制信号的转矩PI调节器、转矩反馈模块和执行模块。

上述的转矩PI调节器具有接收速度PI调节器输出的转矩给定量Tcmd的第一端口，以及接收转矩反馈模块输出的转矩反馈量T_fb的第二端口。转矩PI调节器对转矩给定量Tcmd和转矩反馈量T_fb的差值进行调节，并输出电流给定量Icmd。

上述的转矩反馈模块具有接收绕组电流反馈量Ifb的第三端口，以及在各个位置下、各个转速下和各个电流下对应转矩系数Kt列表的转矩系数存储器。转矩反馈模块根据第三端口接收的绕组电流反馈量Ifb值查询转矩系数存储器中对应的Kt值，计算出转矩反馈量T_fb并发送给转矩PI调节器的第二端口。

上述的转矩反馈模块具有根据T_fb＝Kt*Ifb计算反馈转矩量T_fb的计算模块。

上述的执行模块具有接收绕组电流反馈量Ifb的第四端口和接收电流给定量Icmd的第五端口，通过将绕组电流反馈量Ifb与电流给定量Icmd进行比较计算，控制对应绕组电流开关管的开闭。

上述的执行模块具有在Ifb>Icmd+△I1时关闭控制该相绕组开关管、当Ifb<Icmd-△I2时打开该相绕组开关管的比较计算模块，比较计算模块向绕组电流开关管输出对应的控制信号。

上述的△I1和△I2是根据需要设定的滞回值。

上述的执行模块具有在各种负载和电流值情况下对应△I1和△I2列表的滞回值存储器，执行模块根据列表查询对应的△I1和△I2滞回值。

上述的开关磁阻电机是N相开关磁阻电机，其中N大于2。

本发明的直接转矩控制装置可以对开关磁阻电机的转矩进行直接控制，通过对转矩调节器输出的电流量进行滞环控制，提高了对转矩控制的响应能力，并可以在一定程度上减小转矩脉动。

附图说明

图1为发明装置的控制框图。

图2为直接转矩控制装置的框图。

图3电流滞回控制曲线。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。

本发明的一种开关磁阻电机的直接转矩控制装置，可以对开关磁阻电机的转矩进行直接控制，通过对转矩调节器输出的电流量进行滞环控制，提高了对转矩控制的响应能力，并可以在一定程度上减小了转矩脉动。

如图1所示，开关磁阻电机的控制主要由速度PI调节器、直接转矩控制装置和开关磁阻电机SRM这几部分构成。其中直接转矩控制装置主要作用在传统的三环或是两环控制的速度PI调节器的输出之后。如图1中所示，Vcmd为速度给定量，Vfb为电机实际速度反馈量，两者的差值进入速度PI调节器进行调节，速度PI调节器输出转矩给定量Tcmd，直接转矩控制装置接收速度PI调节器输出的转矩给定量，经过处理后，直接控制开关磁阻电机。

如图2所示的直接转矩控制装置，主要包括转矩PI调节器、转矩反馈模块和执行模块。

转矩PI调节器具有接收速度PI调节器输出的转矩给定量Tcmd的第一端口，以及接收转矩反馈模块输出的转矩反馈量T_fb的第二端口。将转矩给定量Tcmd与转矩反馈量T_fb相减，两者的差值送入到转矩PI调节器进行调节，并输出电流给定量Icmd。电流给定量Icmd送入到执行模块进行处理，并直接控制各相绕组的开关管的开关状态以控制电机绕组的电流。

转矩反馈模块，是将电机绕组的反馈电流换算成此电流下对应的电机转矩量。由于开关磁阻的转矩与绕组电流、电机转子位置和当前位置下的电感值相关，是一个非线性的关系，因此开关磁阻电机的转矩系数Kt并不是一个常数，而是一个与电机转子位置、绕组电流和速度相关的变量。