[发明专利]一种基于零序调磁的记忆电机调磁控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于零序调磁的记忆电机调磁控制方法及系统，方法包括：(1)将记忆电机定子上的绕组采用集成了电枢绕组和调磁绕组功能的集成绕组，将并联的第一逆变器和第二逆变器连接所述集成绕组；(2)在记忆电机正常运行无需调磁时，根据检测到的记忆电机的转子电角度θ_e、三相电流I_abc、转子转速ω_r按照空间矢量调制方式产生开关信号，驱动两个逆变器对记忆电机集成绕组进行矢量控制；(3)在记忆电机需要调磁时，利用SVPWM进行电压调制过程中，根据磁化状态选择器确定输出的零序电流大小，改变零矢量的作用时间产生所需要的调磁电流，实现记忆电机永磁体的调磁。本发明冗余性低，提高了电机的转矩密度。

技术领域

本发明涉及记忆电机控制技术，尤其涉及一种基于零序调磁的记忆电机调磁控制方法及系统。

背景技术

传统的记忆电机由写极式电机发展而来，转子由铝镍钴永磁体、非磁性夹层和转子铁心共同组成三明治结构。这种特殊结构能够随时实现对永磁体进行在线反复不可逆充去磁，同时减小交轴电枢反应对气隙磁场的影响。然而，由于永磁体位于转子，电枢绕组要同时具备能量转换和磁场调节两种功能，使得在线调磁难度大大增加，并且整个转子是由多个部分组成，共同紧固在轴上，机械可靠性有所降低，导致其在需要宽调速驱动电机的应用场合中(如机床和电动汽车)。因此，采用上述结构会导致永磁气隙主磁通不高的问题，电机力能指标有待提高。

近些年来，一类新型的直流调磁型记忆电机由于其卓越的性能受到国内外学者广泛关注。通过将永磁体放置在定子侧，转子设计为凸极结构，该类电机具有转矩密度高、效率高、空载感应电动势的正弦度高和结构简单可靠性高等优点，在航空等领域具有极大的工业价值。而对于现有的直流调磁型记忆电机，其定子侧存在两套绕组，一套为电枢绕组，另一套为调磁绕组，即电机的驱动控制与调磁控制功能是解耦的，这大大降低了在线调磁控制的难度，但电机结构相对复杂。不过直流调磁型记忆电机的调磁绕组在电机正常运行过程中存在冗余性，导致整个系统出现体积大，转矩密度低的问题。

发明内容

发明目的：本发明针对现有技术存在的问题，提供一种基于零序调磁的记忆电机调磁控制方法及系统。

技术方案：本发明所述的基于零序调磁的记忆电机调磁控制方法包括以下步骤：

(1)将记忆电机定子上的绕组采用集成了电枢绕组和调磁绕组功能的集成绕组，将并联的第一逆变器和第二逆变器连接所述集成绕组；

(2)在记忆电机正常运行无需调磁时，根据检测到的记忆电机的转子电角度θ_e和三相电流I_abc转换得到d、q轴电流I_d、I_q，根据检测到的记忆电机转子转速ω_r得到q轴电流给定值再将d、q轴电流与给定值的差值进行比例-积分调节后转换得到电压信号，并根据转换后的电压信号按照空间矢量调制方式产生开关信号，驱动两个逆变器对记忆电机集成绕组进行矢量控制；

(3)在记忆电机需要调磁时，根据检测到的三相电流I_abc得到零序电流I_o，将I_o与磁化状态选择器输出的给定零序电流的差值进行比例-积分调节，得到输出电压并对采用平均分配原则，得到逆变器中零矢量的偏移时间T_Z，根据T_Z进行零矢量调制产生开关信号，驱动两个逆变器产生调磁电流，实现记忆电机永磁体的调磁。

进一步的，所述磁化状态选择器内存储有将记忆电机永磁体调节到不同磁化状态时所需要的给定零序电流在记忆电机正常运行无需调磁时，磁化状态选择器输出的给定零序电流在记忆电机需要调磁时，磁化状态选择器输出给定零序电流

进一步的，步骤(2)具体包括：

(2.1)在记忆电机正常运行无需调磁时，磁化状态选择器输出给定零序电流