[发明专利]一种三相开关磁阻电机集成型升压功率变换器及控制方法

权利要求书

1.一种三相开关磁阻电机集成型升压功率变换器的控制方法，其特征在于：三相开关磁阻电机集成型升压功率变换器包括直流电源U_in、第一IGBT晶体管S₁、第一续流二极管D₁、第二IGBT晶体管S₂、第二续流二极管D₂、第三IGBT晶体管S₃、第三续流二极管D₃、第四IGBT晶体管S₄、第四续流二极管D₄、第五IGBT晶体管S₅、第五续流二极管D₅、第六IGBT晶体管S₆、第六续流二极管D₆、第七IGBT晶体管S₇、第七续流二极管D₇、第八续流二极管D₈、第九续流二极管D₉、第十续流二极管D₁₀、第十一续流二极管D₁₁、第十二续流二极管D₁₂、第一电解电容C₁、第一电感L₁、以及三相开关磁阻电机中的A相绕组、B相绕组、C相绕组；

其中，第一IGBT晶体管S₁的发射极与第一续流二极管D₁的阳极相对接，第一IGBT晶体管S₁的集电极与第一续流二极管D₁的阴极相对接，第二IGBT晶体管S₂的发射极与第二续流二极管D₂的阳极相对接，第二IGBT晶体管S₂的集电极与第二续流二极管D₂的阴极相对接，第三IGBT晶体管S₃的发射极与第三续流二极管D₃的阳极相对接，第三IGBT晶体管S₃的集电极与第三续流二极管D₃的阴极相对接，第四IGBT晶体管S₄的发射极与第四续流二极管D₄的阳极相对接，第四IGBT晶体管S₄的集电极与第四续流二极管D₄的阴极相对接，第五IGBT晶体管S₅的发射极与第五续流二极管D₅的阳极相对接，第五IGBT晶体管S₅的集电极与第五续流二极管D₅的阴极相对接，第六IGBT晶体管S₆的发射极与第六续流二极管D₆的阳极相对接，第六IGBT晶体管S₆的集电极与第六续流二极管D₆的阴极相对接，第七IGBT晶体管S₇的发射极与第七续流二极管D₇的阳极相对接，第七IGBT晶体管S₇的集电极与第七续流二极管D₇的阴极相对接；

直流电源U_in的正极与第一电感L₁的其中一端相对接，第一电感L₁的另一端、第二IGBT晶体管S₂的集电极、三相开关磁阻电机中A相绕组的其中一端、第一IGBT晶体管S₁的发射极四者相对接；三相开关磁阻电机中A相绕组的另一端分别对接第三IGBT晶体管S₃的集电极、第八续流二极管D₈的阳极；三相开关磁阻电机中B相绕组的其中一端分别对接第四IGBT晶体管S₄的发射极、第九续流二极管D₉的阴极，三相开关磁阻电机中B相绕组的另一端分别对接第五IGBT晶体管S₅的集电极、第十续流二极管D₁₀的阳极；三相开关磁阻电机中C相绕组的其中一端分别对接第六IGBT晶体管S₆的发射极、第十一续流二极管D₁₁的阴极，三相开关磁阻电机中C相绕组的另一端分别对接第七IGBT晶体管S₇的集电极、第十二续流二极管D₁₂的阳极；

第一IGBT晶体管S₁的集电极、第八续流二极管D₈的阴极、第一电解电容C₁的正端、第四IGBT晶体管S₄的集电极、第十续流二极管D₁₀的阴极、第六IGBT晶体管S₆的集电极、第十二续流二极管D₁₂的阴极七者相连接；直流电源U_in的负极、第二IGBT晶体管S₂的发射极、第三IGBT晶体管S₃的发射极、第一电解电容C₁的负端、第九续流二极管D₉的阳极、第五IGBT晶体管S₅的发射极、第十一续流二极管D₁₁的阳极、第七IGBT晶体管S₇的发射极八者相连接；

所述控制方法包括如下步骤：

步骤A.采集第一电解电容C₁两端的输出母线电压U_dc，并获得其与预设参考输出母线电压之间的误差，针对该误差进行PI处理获得参考电流值并进入步骤B；

步骤B.采集通过第一电感L₁的电流I_L，并获得其与参考电流值之间的误差，针对该误差依次经过PI处理、PWM处理后，获得对应于第二IGBT晶体管S₂的控制信号S′₂，然后进入步骤C；

步骤C.针对对应于第二IGBT晶体管S₂的控制信号S′₂，执行逻辑取反运算，获得对应于第一IGBT晶体管S₁的控制信号S′₁，然后进入步骤D；

步骤D.采集三相开关磁阻电机的HALL信号，并对其进行转子位置角计算，获得电机转子位置角θ，再结合预设电机导通角θ_on、预设电机关断角θ_off，执行角度位置控制，获得分别对应三相开关磁阻电机A相绕组、B相绕组、C相绕组的导通信号S_a1、S_b1、S_c1，然后进入步骤E；

步骤E.应用分别对应三相开关磁阻电机B相绕组、C相绕组的导通信号S_b1、S_c1，分别构成对应于第四IGBT晶体管S₄的控制信号S′₄、对应于第六IGBT晶体管S₆的控制信号S′₆，然后进入步骤F；

步骤F.采集分别对应三相开关磁阻电机三相绕组的电流i_a、i_b、i_c，结合电流斩波比较值i_chop，执行电流斩波控制，获得分别对应三相开关磁阻电机A相绕组、B相绕组、C相绕组的电流斩波控制信号S_a2、S_b2、S_c2，然后进入步骤G；

步骤G.针对导通信号S_a1、电流斩波控制信号S_a2执行逻辑与运算，获得对应于第三IGBT晶体管S₃的控制信号S′₃；针对导通信号S_b1、电流斩波控制信号S_b2执行逻辑与运算，获得对应于第五IGBT晶体管S₅的控制信号S′₅；针对导通信号S_c1、电流斩波控制信号S_c2执行逻辑与运算，获得对应于第七IGBT晶体管S₇的控制信号S′₇；然后进入步骤H；

步骤H.应用分别对应第一IGBT晶体管S₁、第二IGBT晶体管S₂、第三IGBT晶体管S₃、第四IGBT晶体管S₄、第五IGBT晶体管S₅、第六IGBT晶体管S₆、第七IGBT晶体管S₇的控制信号S′₁、S′₂、S′₃、S′₄、S′₅、S′₆、S′₇，分别针对第一IGBT晶体管S₁、第二IGBT晶体管S₂、第三IGBT晶体管S₃、第四IGBT晶体管S₄、第五IGBT晶体管S₅、第六IGBT晶体管S₆、第七IGBT晶体管S₇进行控制。