[发明专利]一种减小开关磁阻电机转矩脉动的转矩控制装置

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，具体地说是一种减小开关磁阻电机转矩脉动的转矩控制装置。

背景技术

开关磁阻电机由于其基于“磁阻最小原理”的运行原理，其转矩脉动会大于那些旋转磁场运行的电机。且开关磁阻在相控制上，为了使电机的利用率更高，经常采用180°电角度导通的方式，势必存在两相同时导通的时候，并且由于其运行时电感容易饱和，非线性特性明显，这些因素导致对其转矩的精确控制比较困难，进而导致转矩脉动很难减小。而较大的转矩脉动会对与电机相连的机械结构造成损伤，进而减小了与之相连的机械设备的使用寿命。常见的减小开关磁阻电机转矩脉动的方式大多采用细分转矩表格，提高平均转矩控制精度的方式。但是这些方式只能减小电机每转的平均转矩脉动，但是减小的幅度有限，尤其在两相重叠区域通入相电流的时候，很难做到转矩的平滑控制。

发明内容

本发明针对上述现有技术现状，而提供一种减小开关磁阻电机转矩脉动的转矩控制装置，以减小电机运行时的转矩脉动，使电机的转矩更加平滑。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种减小开关磁阻电机转矩脉动的转矩控制装置，包括用于输出转矩给定量Tcmd的速度环PI调节器，并具有对转矩给定量Tcmd进行平滑处理的转矩平滑控制模块，以及根据转矩平滑控制模块输出信号对开关磁阻电机的各相绕组进行PWM控制的PWM执行机构。

上述的转矩平滑控制模块包括转矩分配控制模块、各相给定转矩到给定电流换算模块、各相绕组转矩补偿计算模块和各相电流PI调节器。

上述的转矩分配控制模块接收速度环PI调节器输出的转矩给定量Tcmd，并根据当前电机各相绕组对转矩的需要进行分配，分别输出各相转矩给定量TNcmd，其中N代表电机第N相绕组。

上述的各相给定转矩到给定电流换算模块接收所述的各相转矩给定量TNcmd，并将各相转矩给定量TNcmd进行转换计算，分别输出对应的各相电流给定量INcmd1，其中N代表电机第N相绕组。

上述的各相电流PI调节器接收所述的各相电流给定量INcmd1，并接收各相绕组转矩补偿计算模块输出的转矩补偿量INcmd2和接收各相绕组的实际电流反馈量N_Ifb，并将接收信号值进行计算获得各相电流PI调节器的输入量INcmd，各相电流PI调节器将这些值进行调节，并输出所需要的各相电流给定量INcmd-Out，其中N代表电机第N相绕组。

上述的转矩平滑控制模块包括转矩到电流计算模块、给定电流分配到各相电流计算模块、各相绕组转矩补偿计算模块和各相电流PI调节器。

上述的转矩到电流计算模块接收速度环PI调节器输出的转矩给定量Tcmd，并将Tcmd转换计算为对应的电流给定量Icmd。

上述的给定电流分配到各相电流计算模块接收所述的电流给定量Icmd，并根据当前电机各相绕组对所要产生的转矩对应所要的电流的需要进行分配，分别输出各相电流给定量INcmd1。

上述各相电流PI调节器接收所述的各相电流给定量INcmd1、各相绕组转矩补偿计算模块输出的各相转矩补偿量INcmd2和各相绕组的实际电流反馈量N_Ifb，并将接收的信号值进行计算获得各相PI调节器的输入量INcmd，各相PI调节器将计算值进行调节，并输出所需要的各相电流给定量INcmd-Out，其中N代表电机第N相绕组。

上述的PWM执行机构接收各相电流PI调节器输出的各相电流给定量INcmd-Out，并根据各相电流给定量INcmd-Out分别控制电机各相绕组对应的功率执行器件，输出各相独立的PWM指令，以在对应的绕组上产生所要求的电流值。

本发明的一种减小开关磁阻电机转矩脉动的转矩控制装置，通过对开关磁阻电机的每相绕组电流进行独立控制，减小电机运行时的转矩脉动，使电机的转矩更加平滑。

附图说明

图1为本发明的控制总框图。

图2为本发明其中一种转矩平滑控制模块的框图。

图3为本发明另一种转矩平滑控制模块的框图。

图4为优选实施例的控制总框图。

图5为优选实施例的其中一种转矩平滑控制模块的框图。

图6为优选实施例的另一种转矩平滑控制模块的框图。

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。