一种三相开关磁阻电机转矩脉动三电平抑制方法技术
【技术实现步骤摘要】
一种三相开关磁阻电机转矩脉动三电平抑制方法
本专利技术涉及一种开关磁阻电机转矩脉动三电平抑制方法，尤其适用于三相开关磁阻电机驱动系统。
技术介绍
开关磁阻电机以其结构简单坚固，制造成本低以及良好的调速性能而广受关注。然而其特殊的双凸极结构以及开关式的励磁方式，使之输出的电磁转矩存在较大脉动，严重制约了其领域的应用，为此研究者们提出了多种方法，在消除转矩脉动的同时还实现了铜损最小化，这些方法在一定速度范围段取得了良好的效果，然而当转速较高时，由于受有限的直流供电电压限制，系统控制跟踪期望电流、期望磁链、期望转矩的能力减弱，转矩脉动难以有效消除。此外，受绕组所能承受的最大电流及半导体器件伏安容量的限制，开关磁阻电机系统存在电流上限，电流的限制使得开关磁阻电机只能输出有限范围的平滑转矩。因此，对于所有输出平滑转矩的控制都存在一定的可操作范围。
技术实现思路
技术问题：本专利技术的目的是克服已有技术中存在的问题，提供一种三相开关磁阻电机转矩脉动三电平抑制方法。技术方案：本专利技术的三相开关磁阻电机转矩脉动三电平抑制方法，包括如下步骤：a.在转子位置区间[0°，θr/3]设置第一组转矩阈值(th1low，th1zero，th1up)，在转子位置区间[θr/3，θr/2]设置第二组转矩阈值(th2low，th2zero，th2up)，这6个转矩阈值满足条件：th1zero>th2up>0---(1)]]>th1low>th2zero>th2low---(2)]]>--(3)]]>其中，转子位置0°为最小相电感位置，转子位置θr为齿距角即一个转子周期，半个转子周期是θr/2；b.设置励磁状态SA为A相供电励磁状态，励磁状态SA＝1表示A相励磁电压为正，励磁状态SA＝0表示A相励磁电压为零，励磁状态SA＝-1表示A相励磁电压为负；设置励磁状态SB为B相供电励磁状态，励磁状态SB＝1表示B相励磁电压为正，励磁状态SB＝0表示B相励磁电压为零，励磁状态SB＝-1表示B相励磁电压为负，期望的总平滑转矩为Te；c.对相邻的A相和B相供电励磁，A相供电励磁比B相供电励磁超前θr/3，此时，A相关断，B相开通，通过将A相到B相分为两个区间的换相过程，实现三相开关磁阻电机转矩脉动的三电平抑制。所述A相到B相分为两个区间的换相过程：(1)在转子位置区间[0°，θ1]，A相使用第二组转矩阈值(th2low，th2zero，th2up)，B相使用第一组转矩阈值(th1low，th1zero，th1up)，临界位置θ1是在换相过程中自动出现的，无需额外进行计算；(1.1)在转子位置0°位置进入B相导通周期，设定初始励磁状态SB＝1，B相电流和转矩从0开始增大；励磁状态SA保持原有状态SA＝1，A相电流与转矩增加。总转矩增加；(1.2)当总转矩增加到转矩值Te+th2up，励磁状态SA由1转换为-1，A相转矩减小；B相保持原有状态，B相转矩继续增加。由于此时B相电感变化率及相电流较小，B相转矩增加速率小于A相转矩下降速率，总转矩变化趋势由A相决定，总转矩减小；(1.3)当总转矩首先减小到转矩值Te+th1low，不满足A、B两相状态转移条件，励磁状态SA和SB保持原有状态，总转矩继续减小；(1.4)当总转矩减小到转矩值Te+th2zero，触发A相状态由励磁状态SA＝-1转变为励磁状态SA＝0，A相转矩减小，但减小速率比励磁状态SA＝-1时要小；B相保持原有励磁状态，转矩继续增加。此时在励磁状态SA＝0，励磁状态SB＝1的情况下，A相转矩减小速率大于B相转矩增加速率，总转矩减小；(1.5)当总转矩减小到转矩值Te+th2low，满足A相状态转移条件，A相状态由励磁状态SA＝0转变为励磁状态SA＝1，A相转矩增大；B相保持原有状态，转矩继续增加；总转矩增加；(1.6)当总转矩依次增加到转矩值Te+th2zero与Te+th1low，但均不满足A、B相的状态转移条件，总转矩继续增加；(1.7)当总转矩增加到转矩值Te+th2up，重复步骤(1.2)～(1.6)，B相状态未被触发而改变，保持励磁状态SB＝1；A相励磁状态在1、0和-1间切换，将总转矩控制在[Te+th2low，Te+th2up]之间，从而抑制三相开关磁阻电机转矩在转子位置区间[0°，θ1]的脉动；(1.8)随着转子位置增大，B相电感变化率及电流增大到一定水平，在某一临界位置之后，当励磁状态SA＝0，励磁状态SB＝1时，A相转矩减小速率小于B相转矩增加速率，总转矩上升；(2)在转子位置区间[θ1，θr/3]，A相继续使用第二组转矩阈值(th2low，th2zero，th2up)，B相继续使用第一组转矩阈值(th1low，th1zero，th1up)；(2.1)在转子位置θ1位置，总转矩达到转矩值Te+th2up，A相状态切换为励磁状态SA＝-1；B相保持励磁状态SB＝1，在该位置A相转矩在负供电电压激励下的下降速率大于B相转矩在正供电电压激励下的增加速率，因此总转矩下降。然而该状况在随后发生改变，随着转子位置增加，尽管A、B两相励磁状态均未变，但A相在励磁状态SA＝-1状态下的转矩下降速率小于B相在励磁状态SB＝1状态下的转矩增加速率，从而总转矩上升；(2.2)当总转矩上升到转矩值Te+th2up，励磁状态SA和励磁状态SB均未被触发改变状态，总转矩继续上升；(2.3)当总转矩达到转矩值Te+th1zero，满足B相状态转移条件，励磁状态SB转换为0，B相转矩减小；A相保持原有励磁状态SA＝-1，总转矩减小；(2.4)当总转矩减小到转矩值Te+th2up，励磁状态SA和励磁状态SB均未被触发改变状态，总转矩继续减小；(2.5)当总转矩减小到转矩值Te+th1low，满足B相状态转移条件，励磁状态SB转换为1，B相转矩增加；A相保持原有励磁状态SA＝-1，总转矩上升；(2.6)重复步骤(2.2)～(2.5)，励磁状态SA保持-1，A相转矩和电流持续变小；励磁状态SB在0和1之间切换，总转矩被控制在[Te+th1low，Te+th1zero]之间，从而抑制三相开关磁阻电机转矩在转子位置区间[θ1，θr/3]的脉动；(2.7)当转子位于临界位置，B相转矩在励磁状态SB＝0时转矩增加，且增加速率大于A相在励磁状态SA＝-1时转矩下降速率，此时总转矩上升；(2.8)当总转矩上升至转矩值Te+th1up，B相状态被触发改变，励磁状态SB从0转为-1，B相转矩减小；A相转矩继续减小，总转矩减小；(2.9)当总转矩依次减小到转矩值Te+th1zero与转矩值Te+th2up，励磁状态SA和励磁状态SB均未被触发改变状态，总转矩继续减小；(2.10)当总转矩减小到转矩值Te+th1low，励磁状态SB被触发改变为1，B相转矩增加；A相保持原有状态，A相转矩继续减小，总转矩增加；(2.11)当总转矩增加到转矩值Te+th1zero，励磁状态SB被触发改变本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种三相开关磁阻电机转矩脉动三电平抑制方法，其特征在于：a.在转子位置区间[0°，θr/3]设置第一组转矩阈值(th1low，th1zero，th1up)，在转子位置区间[θr/3，θr/2]设置第二组转矩阈值(th2low，th2zero，th2up)，这6个转矩阈值满足条件：th1up>th1zero>th2up>0---(1)]]>0>th1low>th2zero>th2low---(2)]]>|th1zero|=|th2zero|---(3)]]>|th1up|=|th2low|---(4)]]>|th2up|=|th1low|---(5)]]>其中，转子位置0°为最小相电感位置，转子位置θr为齿距角即一个转子周期，半个转子周期是θr/2；b.设置励磁状态SA为A相供电励磁状态，励磁状态SA＝1表示A相励磁电压为正，励磁状态SA＝0表示A相励磁电压为零，励磁状态SA＝‑1表示A相励磁电压为负；设置励磁状态SB为B相供电励磁状态，励磁状态SB＝1表示B相励磁电压为正，励磁状态SB＝0表示B相励磁电压为零，励磁状态SB＝‑1表示B相励磁电压为负，期望的总平滑转矩为Te；c.对相邻的...
【技术特征摘要】
1.一种三相开关磁阻电机转矩脉动三电平抑制方法，其特征在于：a.在转子位置区间[0°，θr/3]设置第一组转矩阈值th1low、th1zero、th1up，在转子位置区间[θr/3，θr/2]设置第二组转矩阈值th2low、th2zero、th2up，这6个转矩阈值满足条件：th1up＞th1zero＞th2up＞0(1)0＞th1low＞th2zero＞th2low(2)|th1zero|＝|th2zero|(3)|th1up|＝|th2low|(4)|th2up|＝|th1low|(5)其中，转子位置0°为最小相电感位置，转子位置θr为齿距角即一个转子周期，半个转子周期是θr/2；b.设置励磁状态SA为A相供电励磁状态，励磁状态SA＝1表示A相励磁电压为正，励磁状态SA＝0表示A相励磁电压为零，励磁状态SA＝-1表示A相励磁电压为负；设置励磁状态SB为B相供电励磁状态，励磁状态SB＝1表示B相励磁电压为正，励磁状态SB＝0表示B相励磁电压为零，励磁状态SB＝-1表示B相励磁电压为负，期望的总平滑转矩为Te；c.对相邻的A相和B相供电励磁，A相供电励磁比B相供电励磁超前θr/3，此时，A相关断，B相开通，通过将A相到B相分为两个区间的换相过程，实现三相开关磁阻电机转矩脉动的三电平抑制；所述A相到B相分为两个区间的换相过程：(1)在转子位置区间[0°，θ1]，A相使用第二组转矩阈值th2low、th2zero、th2up，B相使用第一组转矩阈值th1low、th1zero，th1up，临界位置θ1是在换相过程中自动出现的，无需额外进行计算；(1.1)在转子位置0°位置进入B相导通周期，设定初始励磁状态SB＝1，B相电流和转矩从0开始增大；励磁状态SA保持原有状态SA＝1，A相电流与转矩增加；总转矩增加；(1.2)当总转矩增加到转矩值Te+th2up，励磁状态SA由1转换为-1，A相转矩减小；B相保持原有状态，B相转矩继续增加；由于此时B相电感变化率及相电流较小，B相转矩增加速率小于A相转矩下降速率，总转矩变化趋势由A相决定，总转矩减小；(1.3)当总转矩首先减小到转矩值Te+th1low，不满足A、B两相状态转移条件，励磁状态SA和SB保持原有状态，总转矩继续减小；(1.4)当总转矩减小到转矩值Te+th2zero，触发A相状态由励磁状态SA＝-1转变为励磁状态SA＝0，A相转矩减小，但减小速率比励磁状态SA＝-1时要小；B相保持原有励磁状态，转矩继续增加；此时在励磁状态SA＝0，励磁状态SB＝1的情况下，A相转矩减小速率大于B相转矩增加速率，总转矩减小；(1.5)当总转矩减小到转矩值Te+th2low，满足A相状态转移条件，A相状态由励磁状态SA＝0转变为励磁状态SA＝1，A相转矩增大；B相保持原有状态，转矩继续增加；总转矩增加；(1.6)当总转矩依次增加到转矩值Te+th2zero与Te+th1low，但均不满足A、B相的状态转移条件，总转矩继续增加；(1.7)当总转矩增加到转矩值Te+th2up，重复步骤(1.2)～(1.6)，B相状态未被触发而改变，保持励磁状态SB＝1；A相励磁状态在1、0和-1间切换，将总转矩控制在[Te+th2low，Te+th2up]之间，从而抑制三相开关磁阻电机转矩在转子位置区间[0°，θ1]的脉动；(1.8)随着转子位置增大，B相电感变化率及电流增大到一定水平，在某一临界位置之后，当励磁状态SA＝0，励磁状态...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。