【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电机，更具体地，涉及一种开关磁阻电机电流转矩协同控制方法及系统。
技术介绍
1、为应对全球变暖等气候问题，中国乃至全球产业发展低碳化趋势已经形成，电机作为主要的电力负载愈发受人关注。
2、在各类电机中，开关磁阻电机凭借其结构简单、成本低廉、鲁棒性强、可靠性高、无稀土依赖等优势被国内外研究学者愈发重视，广泛应用在矿山机械、风机、机床中。随着新电机结构、新控制方案的涌现与发展，开关磁阻电机的性能得到了进一步的提升，其应用面愈加广泛。
3、由于开关磁阻电机的双凸极结构及电感饱和的影响，其具有高度非线性的电磁特性，这加大了开关磁阻电机的控制难度。现有的电机控制方法往往单纯以控制转矩为目标，在换相区间内容易出现明显的电流脉冲，这既增加了硬件设备的电流应力，又不可避免的造成了额外的热损耗，在增加了配套的硬件成本的同时制约了开关磁阻电机的高效运行。
技术实现思路
1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种开关磁阻电机电流转矩协同控制方法及系统，其目的在于，通过实现电流转矩协同控制来降低电流脉冲。
2、为了实现上述目的，第一方面，本专利技术提供了一种开关磁阻电机电流转矩协同控制方法，包括：在电机的每一个导通周期内执行以下操作：
3、基于电机的转子位置θr，计算转子周期位置θ＝(θr)mod(360/(mp))；m和p分别为电机的相数和转子级数；
4、当θ处于当前导通周期的第一区间(θon,θe]时，对电机励磁
5、其中，θon和θoff分别为电机的开通角和关断角；θe为(θon,θoff-360/(mp)]区间内励磁相与退磁相转矩系数比为预设比例时所对应的转子位置。
6、进一步优选地，对电机励磁相进行电流误差控制的方法，包括：
7、基于电流误差δi，得到对应的占空比信号f(δi)，将占空比信号f(δi)与载波进行比对，当f(δi)的幅值大于或等于载波幅值时，将励磁相切换至励磁态和续流态中的一态；当f(δi)的幅值小于载波幅值时，将励磁相切换至励磁态和续流态中的另一态；通过将励磁相在励磁态与续流态之间进行切换，实现电流误差控制；
8、其中，δi＝iref-i；i和iref分别为当前时刻下电机的实际电流以及当前导通周期内电机的参考电流。
9、进一步优选地，在每一个导通周期的第一区间(θon,θe]内，在每次开关动作时对退磁相电流进行采样，将采样得到的最大退磁相电流作为下一个导通周期内的参考电流iref。
10、进一步优选地，当δi<0时，f(δi)＝0；当0≤δi<ih时，f(δi)＝δi/ih；当δi≥ih时，f(δi)＝1；其中，ih为电流偏差阈值。
11、进一步优选地，对受控相进行转矩误差控制的方法，包括：
12、基于转矩误差δt，得到对应的占空比信号g(δt)，将占空比信号g(δt)与载波进行比对，当g(δt)的幅值大于或等于载波幅值时，将受控相切换至励磁态和续流态中的一态；当g(δt)的幅值小于载波幅值时，将受控相切换至励磁态和续流态中的另一态；通过将受控相在励磁态与续流态之间进行切换，实现转矩误差控制；其中，受控相为电机的励磁相或退磁相；δt＝tref-te；te和tref分别为当前时刻下电机的实际转矩和参考转矩；在每一个控制周期内，对电机转速进行闭环调节，以对参考转矩tref进行更新。
13、进一步优选地，当δt<-th时，g(δt)＝0；当-th≤δt<th时，g(δt)＝dtmax(δt/th+1)/2；当δt≥th时，g(δt)＝dtmax；其中，th为转矩偏差阈值；dtmax为转矩误差控制下的占空比函数幅值。
14、进一步优选地，dtmax＝min{1,iref(αωr+β)/udc}；其中，α、β为预设系数，仅与电机本体参数有关；ωr为电机的转速；udc为直流母线电压。
15、进一步优选地，在电机的每一个导通周期内执行的操作还包括：将电机除励磁相和退磁相之外的其余相所对应的开关关断。
16、第二方面，一种开关磁阻电机电流转矩协同控制系统，包括：
17、位置计算模块，用于在每一个导通周期内，基于电机的转子位置θr，计算转子周期位置θ＝(θr)mod(360/(mp))；m和p分别为电机的相数和转子级数；
18、开关控制模块，用于接收位置计算模块输入的当前导通周期下的转子周期位置θ，当θ处于当前导通周期的第一区间(θon,θe]时，对电机励磁相进行电流误差控制，并对电机退磁相进行转矩误差控制；当θ处于当前导通周期的第二区间(θe,θoff-360/(mp)]时，对电机励磁相进行转矩误差控制，并将电机退磁相置于恒续流状态；当θ处于当前导通周期内的第三区间(θoff-360/(mp),360/(mp)]时，对电机励磁相进行转矩误差控制，并将电机退磁相置于恒退磁状态；
19、其中，θon和θoff分别为电机的开通角和关断角；θe为(θon,θoff-360/(mp)]区间内励磁相与退磁相转矩系数比为预设比例时所对应的转子位置。
20、第三方面，一种开关磁阻电机系统，包括：开关磁阻电机，以及本专利技术第二方面所提供的开关磁阻电机电流转矩协同控制系统。
21、第四方面，本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序被处理器运行时控制所述存储介质所在设备执行本专利技术第一方面所提供的开关磁阻电机电流转矩协同控制方法。
22、总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案，能够取得以下有益效果：
23、1、本专利技术提供了一种开关磁阻电机电流转矩协同控制方法，以电流误差和转矩误差作为控制变量，根据控制时刻所属区间，实时调整励磁相、退磁相采用的控制方案，实现电流转矩协同控制；当处于第一区间时，对电机励磁相进行电流误差控制，对电机退磁相进行转矩误差控制；当处于第二区间时，对电机励磁相进行转矩误差控制，将电机退磁相置于恒续流状态；当处于第三区间时，对电机励磁相进行转矩误差控制，将电机退磁相置于恒退磁状态；通过调控电流误差，能够避免出现明显的电流脉冲，提升系统效率；且通过上述控制方式，规避了由于引入额外的电流控制目标所导致的转矩控制难度增加的问题，抑制了转矩脉动，实现了电流转矩协同控制。
24、2、进一步地，本专利技术所提供的开关磁阻电机电流转矩协同控制方法，在每一个导通周期的第一区间(θon,θe]内，每次开关动作时对退磁相电流进行采样，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种开关磁阻电机电流转矩协同控制方法，其特征在于，包括：在电机的每一个导通周期内执行以下操作：
2.根据权利要求1所述的开关磁阻电机电流转矩协同控制方法，其特征在于，对电机励磁相进行电流误差控制的方法，包括：
3.根据权利要求2所述的开关磁阻电机电流转矩协同控制方法，其特征在于，在每一个导通周期的第一区间(θon,θe]内，在每次开关动作时对退磁相电流进行采样，将采样得到的最大退磁相电流作为下一个导通周期内的参考电流iref。
4.根据权利要求2所述的开关磁阻电机电流转矩协同控制方法，其特征在于，当Δi<0时，f(Δi)＝0；当0≤Δi<iH时，f(Δi)＝Δi/iH；当Δi≥iH时，f(Δi)＝1；其中，iH为电流偏差阈值。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的开关磁阻电机电流转矩协同控制方法，其特征在于，对受控相进行转矩误差控制的方法，包括：
6.根据权利要求5所述的开关磁阻电机电流转矩协同控制方法，其特征在于，当ΔT<-TH时，g(ΔT)＝0；当-TH≤ΔT<TH时，g(ΔT)＝DTma
7.根据权利要求6所述的开关磁阻电机电流转矩协同控制方法，其特征在于，DTmax＝min{1,iref(αωr+β)/Udc}；其中，α、β为预设系数；ωr为电机的转速；Udc为直流母线电压。
8.根据权利要求1所述的开关磁阻电机电流转矩协同控制方法，其特征在于，在电机的每一个导通周期内执行的操作还包括：将电机除励磁相和退磁相之外的其余相所对应的开关关断。
9.一种开关磁阻电机电流转矩协同控制系统，其特征在于，包括：
10.一种开关磁阻电机系统，其特征在于，包括：开关磁阻电机，以及权利要求9所述的开关磁阻电机电流转矩协同控制系统。
...【技术特征摘要】
1.一种开关磁阻电机电流转矩协同控制方法，其特征在于，包括：在电机的每一个导通周期内执行以下操作：
2.根据权利要求1所述的开关磁阻电机电流转矩协同控制方法，其特征在于，对电机励磁相进行电流误差控制的方法，包括：
3.根据权利要求2所述的开关磁阻电机电流转矩协同控制方法，其特征在于，在每一个导通周期的第一区间(θon,θe]内，在每次开关动作时对退磁相电流进行采样，将采样得到的最大退磁相电流作为下一个导通周期内的参考电流iref。
4.根据权利要求2所述的开关磁阻电机电流转矩协同控制方法，其特征在于，当δi<0时，f(δi)＝0；当0≤δi<ih时，f(δi)＝δi/ih；当δi≥ih时，f(δi)＝1；其中，ih为电流偏差阈值。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的开关磁阻电机电流转矩协同控制方法，其特征在于，对受控相进行转矩误差控制的方法，包括：
6.根据权利要求5所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：甘醇，任浩天，倪锴，曲荣海，王双红，石昊晨，孙剑波，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：
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