一种基于升压多电平功率变换器的开关磁阻电机模型预测转矩控制方法技术

本发明专利技术公开一种基于升压多电平功率变换器的开关磁阻电机模型预测转矩控制方法，首先通过测量电机磁链特性曲线，拟合出磁链特性曲线方程，在根据磁链和转矩之间的关系推出转矩表达式；之后根据升压多电平拓扑制定相应的开关状态表；然后根据当前位置、转速和电流信息，以及不同转子位置下的开关状态，预测出下一时刻的电流和位置，根据转矩表达式计算下一时刻的转矩。然后重复上述预测过程，直到遍历完当前位置下所有的开关状态，通过代价函数得到最优的开关状态，作用在升压多电平功率变换器上，以此达到抑制开关磁阻电机转矩脉动的效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电机控制领域，提出一种基于升压多电平功率变换器的开关磁阻电机模型预测转矩控制方法来抑制开关磁阻电机的转矩脉动。

技术介绍

1、开关磁阻电机具有结构简单、启动力矩大、调速性能好、可靠性高、效率高等优点，广泛应用于电动汽车、混合动力汽车、风力发电、家用电器等领域。然而，srm的双凸极结构使其具有高度饱和非线性，固有的高噪声和大转矩脉动的缺点，使得实现最优控制更加复杂。较大的转矩脉动会引起转速波动和噪声，限制了srm的应用。因此抑制开关磁阻电机的转矩脉动已成为定下研究热点。

2、几十年来，采用了先进的srm控制技术来减小转矩脉动。srm的经典转矩控制策略可分为间接转矩控制(itc)和直接转矩控制(dtc)两类。ditc方法通过跟踪相电流来调节转矩，转矩控制偏好取决于参考电流产生算法。对于itc方法，它们可以大致组合为转矩共享函数(tsf)、谐波电流注入、电流剖析和矢量控制策略。

3、dtc方法通过期望转矩值与实际转矩值之间的偏差直接选择电压矢量。直接控制方法可分为直接瞬时转矩控制(ditc)和直接转矩控制(dtc)。传统的d本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于升压多电平功率变换器的开关磁阻电机模型预测转矩控制方法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述一种基于升压多电平功率变换器的开关磁阻电机模型预测转矩控制方法，其特征在于：使用升压多电平功率变换器替代传统不对称半桥功率变换器或降压多电平功率变换器，解决了不对称半桥功率变换器电平数目较少和降压多电平功率变换器电压等级较低的问题。本文的升压多电平功率变换器提供“+2”、“+1”、“0”、“-2”四种电压等级，不仅提高电平数目，而且提供了高于输入电压的电压等级，解决了绕组励磁和退磁比较难的问题。根据升压多电平功率变换器的工作模式所对应的开关状态及绕组电压，建立开关状态和绕...

【技术特征摘要】

1.一种基于升压多电平功率变换器的开关磁阻电机模型预测转矩控制方法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述一种基于升压多电平功率变换器的开关磁阻电机模型预测转矩控制方法，其特征在于：使用升压多电平功率变换器替代传统不对称半桥功率变换器或降压多电平功率变换器，解决了不对称半桥功率变换器电平数目较少和降压多电平功率变换器电压等级较低的问题。本文的升压多电平功率变换器提供“+2”、“+1”、“0”、“-2”四种电压等级，不仅提高电平数目，而且提供了高于输入电压的电压等级，解决了绕组励磁和退磁比较难的问题。根据升压多电平功率变换器的工作模式所对应的开关状态及绕组电压，建立开关状态和绕组电压的对应关系如表1所示。

3.根据权利要求1所述一种基于升压多电平功率变换器的开关磁阻电机模型预测转矩控制方法，其特征在于：将转矩分配函数与模型预测控制相结合，使用转矩分配函数得到各相参考转矩taref、tbref、tcref，将各相分别使用模型预测控制算法处理，得到各自桥臂的开关信号，以此达到独立控制各相和减少转矩脉动的目的。其本文采用的余弦转矩分配函数如式1所示：

4.根据权利要求1所述一种基于升压多电平功率变换器的开关磁阻电机模型预测转矩控制方法，其特征在于：模型预测控制算法并不是将升压多电平功率变换器产生的“+2”、“+1”、“0”、“-2”四种开关状态全部进行遍历，而是根据电机的转角特性和转矩特性制定相应的开关规则，如表2所示，以a相转子位置为例进行分析：由于本文采用了余弦分配函数，励磁顺序a→b→...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈昊，何豪，王星，赵熙，巩士磊，张珂，袁利，徐立军，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：