[发明专利]一种全桥变换器的开关磁阻电机直接瞬时转矩控制方法

说明书

本发明公开了一种全桥变换器的开关磁阻电机直接瞬时转矩控制方法，在运行过程中，将电机输出的瞬时转矩作为系统反馈量，计算瞬时转矩与期望转矩偏差，当单相导通时通过单相转矩滞环比较确定导通相期望工作状态，根据期望工作状态控制全桥功率变换器开关开通或关断；当双相导通时，通过双相转矩滞环比较确定导通相期望工作状态，根据期望工作状态控制全桥功率变换器开关开通或关断，时转矩偏差控制在滞环之内。该方法提供了一种全桥功率变换器的开关磁阻电机的直接瞬时转矩控制方法，在降低变换器成本的同时，有效减小电机转矩脉动提高开关磁阻电机运行稳定性，方法简单，易于实现。

技术领域

本发明涉及一种开关磁阻电机运行控制方法,特别是全桥驱动方式下的开关磁阻电机控制，属于开关磁阻电机控制领域。

背景技术

开关磁阻电机是一种采用双凸极结构，遵循“磁阻最小原理”运行的电磁执行机构，转子由高磁导率的硅钢片叠成，既无绕组也没有永磁磁体，因此具有结构坚固、简单、成本低、启动转矩大等突出优点，被广泛应用于工业制造领域。根据开关磁阻电机的工作特性，其特别适合作为电动汽车的驱动电机，但是由于瞬时转矩脉动大、振动、噪声问题突出，抑制开关磁阻电机的转矩脉动是目前开关磁阻电机的主要研究方向之一。目前常用的开关磁阻电机转矩脉动抑制方法有转矩分配函数控制方法、直接转矩控制、直接瞬时转矩控制。直接瞬时转矩控制是将开关磁阻电机运行过程中的瞬时转矩作为系统的反馈量，通过瞬时转矩与期望转矩偏差情况控制功率变换器开关开通关断，改变电机导通相绕组工作状态，对于转矩脉动具有较好的抑制效果。驱动器方面目前常用不对称半桥作为开关磁阻电机功率变换器，由于研发与制造成本高，不利于开关磁阻电机在电动汽车上的应用与推广。

为了降低开关磁阻电机调速系统的研发成本，选用已成熟的全桥功率变换器。但是，这造成了原本基于不对称半桥变换器的开关磁阻电机直接瞬时转矩控制方法中部分开关状态无法实现，因此需要适用于全桥功率变换器的开关磁阻电机直接瞬时转矩控制方法的开关状态，达到降低驱动器研发成本的同时，减小转矩脉动的目的。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于全桥功率变换器的开关磁阻电机直接瞬时转矩控制开关状态，在减小功率变换器成本的同时又能减小电机的转矩脉动，提高开关磁阻电机调速系统的性能价格比。

本发明的一种全桥变换器的开关磁阻电机直接瞬时转矩控制方法，包括以下步骤：

一种全桥变换器的开关磁阻电机直接瞬时转矩控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：测量开关磁阻电机工作时k相在转子转角θ处的电感L_k(θ)，其中k＝A或B或C或D；

步骤二：设定开关磁阻电机k相导通角α_k与关断角β_k，其中k＝A或B或C或D；设定转矩滞环内环上限、下限分别为+ΔT_min和-ΔT_min，转矩滞环外环上限、下限分别为+ΔT_max和-ΔT_max，参考转矩T_ref；

步骤三：检测第k相相电压U_k、相电流I_k以及θ，通过公式计算第k相输出转矩T_k，其中k＝A或B或C或D，各相输出转矩T_k通过矢量合成得到实际瞬时输出转矩T_act，通过ΔT＝T_ref-T_act计算转矩偏差ΔT；