一種四相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)三電平抑制方法
【專(zhuān)利摘要】一種四相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)三電平抑制方法，在轉(zhuǎn)子位置區(qū)間[0°，θr/4]設(shè)置第一組轉(zhuǎn)矩閾值，在轉(zhuǎn)子位置區(qū)間[θr/4，θr/2]設(shè)置第二組轉(zhuǎn)矩閾值，對(duì)相鄰的A相和B相供電勵(lì)磁，A相供電勵(lì)磁比B相供電勵(lì)磁超前θr/4，A相到B相的整個(gè)換相過(guò)程分為兩個(gè)區(qū)間，在轉(zhuǎn)子位置區(qū)間[0°，θ1]區(qū)間A相使用第二組轉(zhuǎn)矩閾值，B相使用第一組轉(zhuǎn)矩閾值，臨界位置θ1是在換相過(guò)程中自動(dòng)出現(xiàn)的，無(wú)需額外進(jìn)行計(jì)算，總轉(zhuǎn)矩控制在[Te+th2low，Te+th2up]之間；在轉(zhuǎn)子位置區(qū)間[θ1，θr/4]區(qū)間A相繼續(xù)使用第二組轉(zhuǎn)矩閾值，B相繼續(xù)使用第一組轉(zhuǎn)矩閾值，總轉(zhuǎn)矩被控制在[Te+th1low，Te+th1up]之間，抑制了四相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，具有良好的工程應(yīng)用價(jià)值。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種四相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)三電平抑制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)三電平抑制方法，適用于四相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單堅(jiān)固，制造成本低以及良好的調(diào)速性能而廣受關(guān)注。然而其特殊的雙凸極結(jié)構(gòu)以及開(kāi)關(guān)式的勵(lì)磁方式，使之輸出的電磁轉(zhuǎn)矩存在較大脈動(dòng)，嚴(yán)重制約了其領(lǐng)域的應(yīng)用，為此研究者們提出了多種方法，在消除轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了銅損最小化，這些方法在一定速度范圍段取得了良好的效果，然而當(dāng)轉(zhuǎn)速較高時(shí)，由于受有限的直流供電電壓限制，系統(tǒng)控制跟蹤期望電流、期望磁鏈、期望轉(zhuǎn)矩的能力減弱，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)難以有效消除。此外，受繞組所能承受的最大電流及半導(dǎo)體器件伏安容量的限制，開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)系統(tǒng)存在電流上限，電流的限制使得開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)只能輸出有限范圍的平滑轉(zhuǎn)矩。因此，對(duì)于所有輸出平滑轉(zhuǎn)矩的控制都存在一定的可操作范圍。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是克服已有技術(shù)中存在的問(wèn)題，提供一種四相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)二電平抑制方法。
[0004]本發(fā)明的四相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)三電平抑制方法，包括如下步驟:
[0005]a.在轉(zhuǎn)子位置區(qū)間[0°，ey4]設(shè)置第一組轉(zhuǎn)矩閾值(thllOT，thIzero, thlup)，在轉(zhuǎn)子位置區(qū)間[θ r/4, Θ r/2]設(shè)置第二組轉(zhuǎn)矩閾值(th2lOT，th2zero, th2up)，這6個(gè)轉(zhuǎn)矩閾值滿(mǎn)足條件:
[0006]thlup > thlzero > th2up > O (I)
[0007]O > thllow > th2zero > th2low (2)
[0008]th Izero = th2zero (3)
[0009]|thlup| = th2low (4)
[0010]|th2up| = Ithl1J (5)
[0011]其中，轉(zhuǎn)子位置0°為最小相電感位置，轉(zhuǎn)子位置Θ ^為齒距角即一個(gè)轉(zhuǎn)子周期，半個(gè)轉(zhuǎn)子周期是Θ Jl ；
[0012]b.設(shè)置勵(lì)磁狀態(tài)Sa為A相供電勵(lì)磁狀態(tài)，勵(lì)磁狀態(tài)Sa = I表示A相勵(lì)磁電壓為正，勵(lì)磁狀態(tài)Sa = O表示A相勵(lì)磁電壓為零，勵(lì)磁狀態(tài)Sa = -1表示A相勵(lì)磁電壓為負(fù)；設(shè)置勵(lì)磁狀態(tài)Sb為B相供電勵(lì)磁狀態(tài)，勵(lì)磁狀態(tài)Sb = I表示B相勵(lì)磁電壓為正，勵(lì)磁狀態(tài)Sb=O表示B相勵(lì)磁電壓為零，勵(lì)磁狀態(tài)Sb = -1表示B相勵(lì)磁電壓為負(fù)，期望的總平滑轉(zhuǎn)矩為T(mén)e ；
[0013]c.對(duì)相鄰的A相和B相供電勵(lì)磁，A相供電勵(lì)磁比B相供電勵(lì)磁超前0^4，此時(shí)，A相關(guān)斷，B相開(kāi)通，通過(guò)將A相到B相分為兩個(gè)區(qū)間的換相過(guò)程，實(shí)現(xiàn)四相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)三電平的抑制。
[0014]所述將A相到B相分為兩個(gè)區(qū)間的換相過(guò)程如下:
[0015](I)在轉(zhuǎn)子位置區(qū)間[0°，Θ J，A相使用第二組轉(zhuǎn)矩閾值(th2lOT，th2zero, th2up)，B相使用第一組轉(zhuǎn)矩閾值(thllOT，thlz_，thlup)，臨界位置91是在換相過(guò)程中自動(dòng)出現(xiàn)的，無(wú)需額外進(jìn)行計(jì)算；
[0016](1.1)在轉(zhuǎn)子位置0°位置進(jìn)入B相導(dǎo)通周期，設(shè)定初始勵(lì)磁狀態(tài)Sb = 1，B相電流和轉(zhuǎn)矩從O開(kāi)始增大；勵(lì)磁狀態(tài)Sa保持原有狀態(tài)Sa = 1，A相電流與轉(zhuǎn)矩增加。總轉(zhuǎn)矩增加；
[0017](1.2)當(dāng)總轉(zhuǎn)矩增加到轉(zhuǎn)矩值Te+th2up，勵(lì)磁狀態(tài)Sa由I轉(zhuǎn)換為-1，A相轉(zhuǎn)矩減??；B相保持原有狀態(tài)，B相轉(zhuǎn)矩繼續(xù)增加。由于此時(shí)B相電感變化率及相電流較小，B相轉(zhuǎn)矩增加速率小于A相轉(zhuǎn)矩下降速率，總轉(zhuǎn)矩變化趨勢(shì)由A相決定，總轉(zhuǎn)矩減??；
[0018](1.3)當(dāng)總轉(zhuǎn)矩首先減小到轉(zhuǎn)矩值Te+thllOT，不滿(mǎn)足A、B兩相狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件，勵(lì)磁狀態(tài)Sa和Sb保持原有狀態(tài)，總轉(zhuǎn)矩繼續(xù)減??；
[0019](1.4)當(dāng)總轉(zhuǎn)矩減小到轉(zhuǎn)矩值Te+th2zero，觸發(fā)A相由勵(lì)磁狀態(tài)Sa = -1轉(zhuǎn)變?yōu)閯?lì)磁狀態(tài)Sa = O, A相轉(zhuǎn)矩減小,但減小速率比勵(lì)磁狀態(tài)Sa = -1時(shí)要??；B相保持原有勵(lì)磁狀態(tài)，轉(zhuǎn)矩繼續(xù)增加。此時(shí)在勵(lì)磁狀態(tài)Sa = O和勵(lì)磁狀態(tài)Sb = I的情況下，A相轉(zhuǎn)矩減小速率大于B相轉(zhuǎn)矩增加速率，總轉(zhuǎn)矩減?。?br> [0020](1.5)當(dāng)總轉(zhuǎn)矩減小到轉(zhuǎn)矩值Te+th2lOT，滿(mǎn)足A相狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件，A相由勵(lì)磁狀態(tài)Sa = O轉(zhuǎn)變?yōu)閯?lì)磁狀態(tài)Sa = 1，A相轉(zhuǎn)矩增大；B相保持原有狀態(tài)，轉(zhuǎn)矩繼續(xù)增加；總轉(zhuǎn)矩增加；
[0021](1.6)當(dāng)總轉(zhuǎn)矩依次增加到轉(zhuǎn)矩值Te+th2zero與Te+thllOT，但均不滿(mǎn)足A、B相的狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件，總轉(zhuǎn)矩繼續(xù)增加；
[0022](1.7)當(dāng)總轉(zhuǎn)矩增加到轉(zhuǎn)矩值Te+th2up，重復(fù)步驟(1.2)?(1.6)，B相狀態(tài)未被觸發(fā)而改變，保持勵(lì)磁狀態(tài)Sb = I ;A相勵(lì)磁狀態(tài)Sa在1、0和-1間切換，將總轉(zhuǎn)矩控制在[Te+th2lOT，Te+th2up]之間，從而抑制四相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩在轉(zhuǎn)子位置區(qū)間[0°，0J的脈動(dòng)；
[0023](1.8)隨著轉(zhuǎn)子位置增大，B相電感變化率及電流增大到一定水平，在某一臨界位置之后，當(dāng)勵(lì)磁狀態(tài)Sa = 0，勵(lì)磁狀態(tài)Sb = I時(shí)，A相轉(zhuǎn)矩減小速率小于B相轉(zhuǎn)矩增加速率，總轉(zhuǎn)矩上升；
[0024](2)在轉(zhuǎn)子位置區(qū)間[Θ i，Θ r/4]，A相繼續(xù)使用第二組轉(zhuǎn)矩閾值(th2lOT，th2zero,th2up), B相繼續(xù)使用第一組轉(zhuǎn)矩閾值(thllOT, thIzero, thlup)；
[0025](2.1)在轉(zhuǎn)子位置Θ i位置，總轉(zhuǎn)矩達(dá)到轉(zhuǎn)矩值Te+th2up，A相狀態(tài)切換為勵(lì)磁狀態(tài)Sa = -1 ；B相保持勵(lì)磁狀態(tài)Sb = I。在該位置A相轉(zhuǎn)矩在負(fù)供電電壓激勵(lì)下的下降速率大于B相轉(zhuǎn)矩在正供電電壓激勵(lì)下的增加速率，因此總轉(zhuǎn)矩下降。然而該狀況在隨后發(fā)生改變，隨著轉(zhuǎn)子位置增加，盡管A、B兩相勵(lì)磁狀態(tài)均未變，但A相在勵(lì)磁狀態(tài)Sa = -1狀態(tài)下的轉(zhuǎn)矩下降速率小于B相在勵(lì)磁狀態(tài)Sb = I狀態(tài)下的轉(zhuǎn)矩增加速率，從而總轉(zhuǎn)矩上升；
[0026](2.2)當(dāng)總轉(zhuǎn)矩上升到轉(zhuǎn)矩值Te+th2up，勵(lì)磁狀態(tài)Sa和勵(lì)磁狀態(tài)Sb均未被觸發(fā)改變狀態(tài)，總轉(zhuǎn)矩繼續(xù)上升；
[0027](2.3)當(dāng)總轉(zhuǎn)矩達(dá)到轉(zhuǎn)矩值Te+thlZOT。，滿(mǎn)足B相狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件，勵(lì)磁狀態(tài)Sb轉(zhuǎn)換為O, B相轉(zhuǎn)矩減?。籄相保持原有勵(lì)磁狀態(tài)Sa = -1,總轉(zhuǎn)矩減??；
[0028](2.4)當(dāng)總轉(zhuǎn)矩減小到轉(zhuǎn)矩值Te+th2up，勵(lì)磁狀態(tài)Sa和勵(lì)磁狀態(tài)Sb均未被觸發(fā)改變狀態(tài)，總轉(zhuǎn)矩繼續(xù)減??；
[0029](2.5)當(dāng)總轉(zhuǎn)矩減小到轉(zhuǎn)矩值Te+thllOT，滿(mǎn)足B相狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件，勵(lì)磁狀態(tài)Sb轉(zhuǎn)換為I，B相轉(zhuǎn)矩增加；A相保持原有勵(lì)磁狀態(tài)Sa = -1,總轉(zhuǎn)矩上升；
[0030](2.6)重復(fù)步驟(2.2)?(2.5)，勵(lì)磁狀態(tài)Sa保持-1，A相轉(zhuǎn)矩和電流持續(xù)變??；勵(lì)磁狀態(tài)Sb在O和I之間切換，總轉(zhuǎn)矩被控制在[Te+thllOT，Te+thlzero]之間，從而抑制四相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩在轉(zhuǎn)子位置區(qū)間[Θ P Θ r/4]的脈動(dòng)；
[0031](2.7)當(dāng)轉(zhuǎn)子位于臨界位置，B相轉(zhuǎn)矩在勵(lì)磁狀態(tài)Sb = O時(shí)轉(zhuǎn)矩增加，且增加速率大于A相在勵(lì)磁狀態(tài)Sa = -1時(shí)轉(zhuǎn)矩下降速率，此時(shí)總轉(zhuǎn)矩上升；
[0032](2.8)當(dāng)總轉(zhuǎn)矩上升至轉(zhuǎn)矩值Te+thlup，B相狀態(tài)被觸發(fā)改變，勵(lì)磁狀態(tài)Sb從O轉(zhuǎn)為-1，B相轉(zhuǎn)矩減??；A相轉(zhuǎn)矩繼續(xù)減小，總轉(zhuǎn)矩減小；
[0033](2.9)當(dāng)總轉(zhuǎn)矩依次減小到轉(zhuǎn)矩值Te+thlzer。與轉(zhuǎn)矩值Te+th2up，勵(lì)磁狀態(tài)Sa和勵(lì)磁狀態(tài)Sb均未被觸發(fā)改變狀態(tài)，總轉(zhuǎn)矩繼續(xù)減??；
[0034](2.10)當(dāng)總轉(zhuǎn)矩減小到轉(zhuǎn)矩值Te+thllOT，勵(lì)磁狀態(tài)Sb被觸發(fā)改變?yōu)?，B相轉(zhuǎn)矩增加；A相保持原有狀態(tài)，A相轉(zhuǎn)矩繼續(xù)減小，總轉(zhuǎn)矩增加；
[0035](2.11)當(dāng)總轉(zhuǎn)矩增加到轉(zhuǎn)矩值Te+thlzeM，勵(lì)磁狀態(tài)Sb被觸發(fā)改變?yōu)?，勵(lì)磁狀態(tài)Sa保持為-1，此時(shí)情況與(2.7)相同，重復(fù)步驟(2.7)?(2.11)，勵(lì)磁狀態(tài)Sa保持-1，勵(lì)磁狀態(tài)SB在-l，0和I之間切換，總轉(zhuǎn)矩被控制在[Te+thllOT，TJthlup]之間，從而抑制四相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩在轉(zhuǎn)子位置區(qū)間[Θ P Θ r/4]的脈動(dòng)；
[0036](2.12)當(dāng)轉(zhuǎn)子位于臨界位置，B相轉(zhuǎn)矩在勵(lì)磁狀態(tài)Sb = O、勵(lì)磁狀態(tài)Sa = -1時(shí)總轉(zhuǎn)矩不再增加，而是降低，從此刻起重復(fù)步驟(2.2)?(2.5)，總轉(zhuǎn)矩被控制在[Te+thllOT，Te+thlZOT。]之間，從而抑制四相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩在轉(zhuǎn)子位置區(qū)間[Q1, 0r/4]的脈動(dòng)。
[0037]有益效果:由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明只需通過(guò)設(shè)置兩組轉(zhuǎn)矩閾值和設(shè)置相鄰的A相和B相勵(lì)磁狀態(tài)，分別使A相和B相在供電勵(lì)磁電壓為正、零、負(fù)三種勵(lì)磁狀態(tài)之間切換，控制總轉(zhuǎn)矩在兩組轉(zhuǎn)矩閾值之間，抑制了四相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了四相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)直接瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩平滑控制，電機(jī)繞組所受激勵(lì)電壓波形與期望電壓波形具有相同的特征，實(shí)際相電流與期望相電流高度吻合，使開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)輸出最大范圍的平滑轉(zhuǎn)矩。通用性強(qiáng)，適用于各種類(lèi)型、各種結(jié)構(gòu)的四相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，實(shí)用效果好，具有廣泛的應(yīng)用前景。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0038]圖1是本發(fā)明的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)三電平轉(zhuǎn)矩閾值設(shè)定示意圖；
[0039]圖2 (a)是本發(fā)明的B相供電勵(lì)磁狀態(tài)的轉(zhuǎn)換示意圖；
[0040]圖2 (b)是本發(fā)明的A相供電勵(lì)磁狀態(tài)的轉(zhuǎn)換示意圖；
[0041]圖3是本發(fā)明的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩波形。

【具體實(shí)施方式】
[0042]下面結(jié)合附圖中的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述:
[0043]如圖1所示，針對(duì)一臺(tái)四相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)，具體步驟如下:
[0044]a.在轉(zhuǎn)子位置區(qū)間[0°，ey4]設(shè)置第一組轉(zhuǎn)矩閾值(thllOT，thIzero, thlup)，在轉(zhuǎn)子位置區(qū)間[θ r/4, Θ r/2]設(shè)置第二組轉(zhuǎn)矩閾值(th2lOT，th2zero, th2up)，這6個(gè)轉(zhuǎn)矩閾值滿(mǎn)足條件:
[0045]thlup > thlzero > th2up > O (I)
[0046]O > thllow > th2zero > th2low (2)
[0047]th Izero = th2zero (3)
[0048]|thlup| = th2low (4)
[0049]|th2up| = Ithl1J (5)
[0050]其中，轉(zhuǎn)子位置0°為最小相電感位置，轉(zhuǎn)子位置Θ ^為齒距角即一個(gè)轉(zhuǎn)子周期，半個(gè)轉(zhuǎn)子周期是Θ Jl ；
[0051 ] b.如圖2所示，設(shè)置勵(lì)磁狀態(tài)Sa為A相供電勵(lì)磁狀態(tài)，勵(lì)磁狀態(tài)Sa = I表示A相勵(lì)磁電壓為正，勵(lì)磁狀態(tài)Sa = O表示A相勵(lì)磁電壓為零，勵(lì)磁狀態(tài)Sa = -1表示A相勵(lì)磁電壓為負(fù)；設(shè)置勵(lì)磁狀態(tài)SbSB相供電勵(lì)磁狀態(tài)，勵(lì)磁狀態(tài)Sb= I表示B相勵(lì)磁電壓為正，勵(lì)磁狀態(tài)Sb = O表示B相勵(lì)磁電壓為零，勵(lì)磁狀態(tài)Sb = -1表示B相勵(lì)磁電壓為負(fù)，期望的總平滑轉(zhuǎn)矩為T(mén)e ；
[0052]c.對(duì)相鄰的A相和B相供電勵(lì)磁，A相供電勵(lì)磁比B相供電勵(lì)磁超前0^4，此時(shí)，A相關(guān)斷，B相開(kāi)通，如圖1所示，A相到B相的換相過(guò)程分為兩個(gè)區(qū)間:
[0053](I)在轉(zhuǎn)子位置區(qū)間[0°，Θ J，A相使用第二組轉(zhuǎn)矩閾值(th2lOT，th2zero, th2up)，B相使用第一組轉(zhuǎn)矩閾值(thllOT，thlz_，thlup)，臨界位置91是在換相過(guò)程中自動(dòng)出現(xiàn)的，無(wú)需額外進(jìn)行計(jì)算；
[0054](1.1)在轉(zhuǎn)子位置0°位置進(jìn)入B相導(dǎo)通周期，設(shè)定初始勵(lì)磁狀態(tài)Sb = 1，B相電流和轉(zhuǎn)矩從O開(kāi)始增大；勵(lì)磁狀態(tài)Sa保持原有狀態(tài)Sa = 1，A相電流與轉(zhuǎn)矩增加。總轉(zhuǎn)矩增加；
[0055](1.2)當(dāng)總轉(zhuǎn)矩增加到轉(zhuǎn)矩值Te+th2up，勵(lì)磁狀態(tài)Sa由I轉(zhuǎn)換為_(kāi)1，A相轉(zhuǎn)矩減??；B相保持原有狀態(tài)，B相轉(zhuǎn)矩繼續(xù)增加。由于此時(shí)B相電感變化率及相電流較小，B相轉(zhuǎn)矩增加速率小于A相轉(zhuǎn)矩下降速率，總轉(zhuǎn)矩變化趨勢(shì)由A相決定，總轉(zhuǎn)矩減??；
[0056](1.3)當(dāng)總轉(zhuǎn)矩首先減小到轉(zhuǎn)矩值Te+thllOT，不滿(mǎn)足A、B兩相狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件，勵(lì)磁狀態(tài)Sa和Sb保持原有狀態(tài)，總轉(zhuǎn)矩繼續(xù)減小；
[0057](1.4)當(dāng)總轉(zhuǎn)矩減小到轉(zhuǎn)矩值Te+th2z_，觸發(fā)A相由勵(lì)磁狀態(tài)Sa = -1轉(zhuǎn)變?yōu)閯?lì)磁狀態(tài)Sa = O, A相轉(zhuǎn)矩減小,但減小速率比勵(lì)磁狀態(tài)Sa = -1時(shí)要小；B相保持原有勵(lì)磁狀態(tài)，轉(zhuǎn)矩繼續(xù)增加。此時(shí)在勵(lì)磁狀態(tài)Sa = O和勵(lì)磁狀態(tài)Sb = I的情況下，A相轉(zhuǎn)矩減小速率大于B相轉(zhuǎn)矩增加速率，總轉(zhuǎn)矩減??；
[0058](1.5)當(dāng)總轉(zhuǎn)矩減小到轉(zhuǎn)矩值Te+th2lOT，滿(mǎn)足A相狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件，A相由勵(lì)磁狀態(tài)Sa = O轉(zhuǎn)變?yōu)閯?lì)磁狀態(tài)Sa = 1，A相轉(zhuǎn)矩增大；B相保持原有狀態(tài)，轉(zhuǎn)矩繼續(xù)增加；總轉(zhuǎn)矩增加；
[0059](1.6)當(dāng)總轉(zhuǎn)矩依次增加到轉(zhuǎn)矩值Te+th2zero與Te+thllOT，但均不滿(mǎn)足A、B相的狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件，總轉(zhuǎn)矩繼續(xù)增加；
[0060](1.7)當(dāng)總轉(zhuǎn)矩增加到轉(zhuǎn)矩值Te+th2up，重復(fù)步驟(1.2)?(1.6)，B相狀態(tài)未被觸發(fā)而改變，保持勵(lì)磁狀態(tài)Sb = I ;A相勵(lì)磁狀態(tài)Sa在1、0和-1間切換，將總轉(zhuǎn)矩控制在[Te+th2lOT，Te+th2up]之間，從而抑制四相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩在轉(zhuǎn)子位置區(qū)間[O。，0J的脈動(dòng)；
[0061](1.8)隨著轉(zhuǎn)子位置增大，B相電感變化率及電流增大到一定水平，在某一臨界位置之后，當(dāng)勵(lì)磁狀態(tài)Sa = 0，勵(lì)磁狀態(tài)Sb = I時(shí)，A相轉(zhuǎn)矩減小速率小于B相轉(zhuǎn)矩增加速率，總轉(zhuǎn)矩上升；
[0062](2)在轉(zhuǎn)子位置區(qū)間[Θ i，Θ r/4]，A相繼續(xù)使用第二組轉(zhuǎn)矩閾值(th2lOT，th2zero,th2up), B相繼續(xù)使用第一組轉(zhuǎn)矩閾值(thllOT, thIzero, thlup)；
[0063](2.1)在轉(zhuǎn)子位置Θ i位置，總轉(zhuǎn)矩達(dá)到轉(zhuǎn)矩值Te+th2up，A相狀態(tài)切換為勵(lì)磁狀態(tài)Sa = -1 ；B相保持勵(lì)磁狀態(tài)Sb = I。在該位置A相轉(zhuǎn)矩在負(fù)供電電壓激勵(lì)下的下降速率大于B相轉(zhuǎn)矩在正供電電壓激勵(lì)下的增加速率，因此總轉(zhuǎn)矩下降。然而該狀況在隨后發(fā)生改變，隨著轉(zhuǎn)子位置增加，盡管A、B兩相勵(lì)磁狀態(tài)均未變，但A相在勵(lì)磁狀態(tài)Sa = -1狀態(tài)下的轉(zhuǎn)矩下降速率小于B相在勵(lì)磁狀態(tài)Sb = I狀態(tài)下的轉(zhuǎn)矩增加速率，從而總轉(zhuǎn)矩上升；
[0064](2.2)當(dāng)總轉(zhuǎn)矩上升到轉(zhuǎn)矩值Te+th2up，勵(lì)磁狀態(tài)Sa和勵(lì)磁狀態(tài)Sb均未被觸發(fā)改變狀態(tài)，總轉(zhuǎn)矩繼續(xù)上升；
[0065](2.3)當(dāng)總轉(zhuǎn)矩達(dá)到轉(zhuǎn)矩值Te+thlzeM，滿(mǎn)足B相狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件，勵(lì)磁狀態(tài)Sb轉(zhuǎn)換為
O,B相轉(zhuǎn)矩減??；A相保持原有勵(lì)磁狀態(tài)Sa = -1,總轉(zhuǎn)矩減小；
[0066](2.4)當(dāng)總轉(zhuǎn)矩減小到轉(zhuǎn)矩值Te+th2up，勵(lì)磁狀態(tài)Sa和勵(lì)磁狀態(tài)Sb均未被觸發(fā)改變狀態(tài)，總轉(zhuǎn)矩繼續(xù)減?。?br> [0067](2.5)當(dāng)總轉(zhuǎn)矩減小到轉(zhuǎn)矩值Te+thllOT，滿(mǎn)足B相狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件，勵(lì)磁狀態(tài)Sb轉(zhuǎn)換為I，B相轉(zhuǎn)矩增加；A相保持原有勵(lì)磁狀態(tài)Sa = -1。總轉(zhuǎn)矩上升；
[0068](2.6)重復(fù)步驟(2.2)?(2.5)，勵(lì)磁狀態(tài)Sa保持-1，A相轉(zhuǎn)矩和電流持續(xù)變小；勵(lì)磁狀態(tài)Sb在O和I之間切換，總轉(zhuǎn)矩被控制在[Te+thllOT，Te+thlzero]之間，從而抑制四相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩在轉(zhuǎn)子位置區(qū)間[Θ P Θ r/4]的脈動(dòng)；
[0069](2.7)當(dāng)轉(zhuǎn)子位于臨界位置，B相轉(zhuǎn)矩在勵(lì)磁狀態(tài)Sb = O時(shí)轉(zhuǎn)矩增加，且增加速率大于A相在勵(lì)磁狀態(tài)Sa = -1時(shí)轉(zhuǎn)矩下降速率，此時(shí)總轉(zhuǎn)矩上升；
[0070](2.8)當(dāng)總轉(zhuǎn)矩上升至轉(zhuǎn)矩值Te+thlup，B相狀態(tài)被觸發(fā)改變，勵(lì)磁狀態(tài)Sb從O轉(zhuǎn)為-1，B相轉(zhuǎn)矩減小；A相轉(zhuǎn)矩繼續(xù)減小，總轉(zhuǎn)矩減??；
[0071](2.9)當(dāng)總轉(zhuǎn)矩依次減小到轉(zhuǎn)矩值Te+thlzer。與轉(zhuǎn)矩值Te+th2up，勵(lì)磁狀態(tài)Sa和勵(lì)磁狀態(tài)Sb均未被觸發(fā)改變狀態(tài)，總轉(zhuǎn)矩繼續(xù)減小；
[0072](2.10)當(dāng)總轉(zhuǎn)矩減小到轉(zhuǎn)矩值Te+thllOT，勵(lì)磁狀態(tài)Sb被觸發(fā)改變?yōu)?，B相轉(zhuǎn)矩增加；A相保持原有狀態(tài)，A相轉(zhuǎn)矩繼續(xù)減小，總轉(zhuǎn)矩增加；
[0073](2.11)當(dāng)總轉(zhuǎn)矩增加到轉(zhuǎn)矩值Te+thlzeM，勵(lì)磁狀態(tài)Sb被觸發(fā)改變?yōu)?，勵(lì)磁狀態(tài)Sa保持為-1，此時(shí)情況與(2.7)相同，重復(fù)步驟(2.7)?(2.11)，勵(lì)磁狀態(tài)Sa保持-1，勵(lì)磁狀態(tài)SB在-l，0和I之間切換，總轉(zhuǎn)矩被控制在[Te+thllOT，TJthlup]之間，從而抑制四相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩在轉(zhuǎn)子位置區(qū)間[Θ P Θ r/4]的脈動(dòng)；
[0074](2.12)當(dāng)轉(zhuǎn)子位于臨界位置，B相轉(zhuǎn)矩在勵(lì)磁狀態(tài)Sb = O、勵(lì)磁狀態(tài)Sa = -1時(shí)總轉(zhuǎn)矩不再增加，而是降低，從此刻起重復(fù)步驟(2.2)?(2.5)，總轉(zhuǎn)矩被控制在[Te+thllOT，Te+thlZOT。]之間，從而抑制四相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩在轉(zhuǎn)子位置區(qū)間[Q1, 0r/4]的脈動(dòng)。
[0075]對(duì)相鄰的B相和C相供電勵(lì)磁，B相供電勵(lì)磁比C相供電勵(lì)磁超前Θ r/4時(shí)的轉(zhuǎn)矩閾值設(shè)定、換相過(guò)程、B相和C相勵(lì)磁狀態(tài)切換轉(zhuǎn)移方法，與上述情況類(lèi)似。
[0076]對(duì)相鄰的C相和D相供電勵(lì)磁，C相供電勵(lì)磁比D相供電勵(lì)磁超前Θ r/4時(shí)的轉(zhuǎn)矩閾值設(shè)定、換相過(guò)程、C相和D相勵(lì)磁狀態(tài)切換轉(zhuǎn)移方法，與上述情況類(lèi)似。
[0077]對(duì)相鄰的D相和A相供電勵(lì)磁，D相供電勵(lì)磁比A相供電勵(lì)磁超前Θ r/4時(shí)的轉(zhuǎn)矩閾值設(shè)定、換相過(guò)程、D相和A相勵(lì)磁狀態(tài)切換轉(zhuǎn)移方法，與上述情況類(lèi)似。
[0078]所獲得的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩波形如圖3所示。
【權(quán)利要求】
1.一種四相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)三電平抑制方法，其特征在于，包括如下步驟: a.在轉(zhuǎn)子位置區(qū)間[O。，0^4]設(shè)置第一組轉(zhuǎn)矩閾值(thllOT,thIzero, thlup),在轉(zhuǎn)子位置區(qū)間[θ r/4, Θ r/2]設(shè)置第二組轉(zhuǎn)矩閾值(th2lOT，th2zero, th2up)，這6個(gè)轉(zhuǎn)矩閾值滿(mǎn)足條件:
thlup > thIzero > th2up > O (I)
O > thllow > th2zero > th2low (2)
th Izero = th2zero (3)
thlup| = th2low (4)
th2up| = |thllow| (5) 其中，轉(zhuǎn)子位置0°為最小相電感位置，轉(zhuǎn)子位置Θ ^為齒距角即一個(gè)轉(zhuǎn)子周期，半個(gè)轉(zhuǎn)子周期是Θ Jl ； b.設(shè)置勵(lì)磁狀態(tài)SaSA相供電勵(lì)磁狀態(tài)，勵(lì)磁狀態(tài)Sa= I表示A相勵(lì)磁電壓為正，勵(lì)磁狀態(tài)Sa = O表示A相勵(lì)磁電壓為零，勵(lì)磁狀態(tài)Sa = -1表示A相勵(lì)磁電壓為負(fù)；設(shè)置勵(lì)磁狀態(tài)Sb為B相供電勵(lì)磁狀態(tài)，勵(lì)磁狀態(tài)Sb = I表示B相勵(lì)磁電壓為正，勵(lì)磁狀態(tài)Sb = O表示B相勵(lì)磁電壓為零，勵(lì)磁狀態(tài)Sb = -1表示B相勵(lì)磁電壓為負(fù)，期望的總平滑轉(zhuǎn)矩為T(mén)e ； c.對(duì)相鄰的A相和B相供電勵(lì)磁，A相供電勵(lì)磁比B相供電勵(lì)磁超前Θr/4,此時(shí)，A相關(guān)斷，B相開(kāi)通，通過(guò)將A相到B相分為兩個(gè)區(qū)間的換相過(guò)程，實(shí)現(xiàn)四相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)三電平的抑制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的述的一種四相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)三電平抑制方法，其特征在于:所述將A相到B相分為兩個(gè)區(qū)間的換相過(guò)程如下: (I)在轉(zhuǎn)子位置區(qū)間[0°，Θ J，A相使用第二組轉(zhuǎn)矩閾值(th2lOT，th2zero, th2up)，B相使用第一組轉(zhuǎn)矩閾值(thllOT，thlzero, thlup)，臨界位置Q1是在換相過(guò)程中自動(dòng)出現(xiàn)的，無(wú)需額外進(jìn)行計(jì)算；(1.D在轉(zhuǎn)子位置0°位置進(jìn)入B相導(dǎo)通周期，設(shè)定初始勵(lì)磁狀態(tài)Sb = 1，B相電流和轉(zhuǎn)矩從O開(kāi)始增大；勵(lì)磁狀態(tài)Sa保持原有狀態(tài)Sa = 1，A相電流與轉(zhuǎn)矩增加?？傓D(zhuǎn)矩增加；(1.2)當(dāng)總轉(zhuǎn)矩增加到轉(zhuǎn)矩值Te+th2up，勵(lì)磁狀態(tài)Sa由I轉(zhuǎn)換為-1，A相轉(zhuǎn)矩減??；B相保持原有狀態(tài)，B相轉(zhuǎn)矩繼續(xù)增加。由于此時(shí)B相電感變化率及相電流較小，B相轉(zhuǎn)矩增加速率小于A相轉(zhuǎn)矩下降速率，總轉(zhuǎn)矩變化趨勢(shì)由A相決定，總轉(zhuǎn)矩減?。? (1.3)當(dāng)總轉(zhuǎn)矩首先減小到轉(zhuǎn)矩值TJthllw，不滿(mǎn)足A、B兩相狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件，勵(lì)磁狀態(tài)Sa和Sb保持原有狀態(tài)，總轉(zhuǎn)矩繼續(xù)減??； (1.4)當(dāng)總轉(zhuǎn)矩減小到轉(zhuǎn)矩值Te+th2_。，觸發(fā)A相由勵(lì)磁狀態(tài)Sa = -1轉(zhuǎn)變?yōu)閯?lì)磁狀態(tài)Sa = O, A相轉(zhuǎn)矩減小,但減小速率比勵(lì)磁狀態(tài)Sa = -1時(shí)要??；B相保持原有勵(lì)磁狀態(tài)，轉(zhuǎn)矩繼續(xù)增加。此時(shí)在勵(lì)磁狀態(tài)Sa = O和勵(lì)磁狀態(tài)Sb = I的情況下，A相轉(zhuǎn)矩減小速率大于B相轉(zhuǎn)矩增加速率，總轉(zhuǎn)矩減小； (1.5)當(dāng)總轉(zhuǎn)矩減小到轉(zhuǎn)矩值Te+th21(W，滿(mǎn)足A相狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件，A相由勵(lì)磁狀態(tài)Sa =O轉(zhuǎn)變?yōu)閯?lì)磁狀態(tài)Sa = 1，A相轉(zhuǎn)矩增大；B相保持原有狀態(tài)，轉(zhuǎn)矩繼續(xù)增加；總轉(zhuǎn)矩增加；(1.6)當(dāng)總轉(zhuǎn)矩依次增加到轉(zhuǎn)矩值Te+th2zeM與Te+thllOT，但均不滿(mǎn)足A、B相的狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件，總轉(zhuǎn)矩繼續(xù)增加； (1.7)當(dāng)總轉(zhuǎn)矩增加到轉(zhuǎn)矩值Te+th2up，重復(fù)步驟(1.2)?(1.6)，B相狀態(tài)未被觸發(fā)而改變，保持勵(lì)磁狀態(tài)Sb = I ;A相勵(lì)磁狀態(tài)34在1、0和-1間切換，將總轉(zhuǎn)矩控制在[Te+th2lOT，Te+th2up]之間，從而抑制四相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩在轉(zhuǎn)子位置區(qū)間[O。，0J的脈動(dòng)； (1.8)隨著轉(zhuǎn)子位置增大，B相電感變化率及電流增大到一定水平，在某一臨界位置之后，當(dāng)勵(lì)磁狀態(tài)Sa = O，勵(lì)磁狀態(tài)Sb = I時(shí)，A相轉(zhuǎn)矩減小速率小于B相轉(zhuǎn)矩增加速率，總轉(zhuǎn)矩上升； (2)在轉(zhuǎn)子位置區(qū)間[Θ P Θ r/4]，A相繼續(xù)使用第二組轉(zhuǎn)矩閾值(th2lOT，th2z_，th2up)，B相繼續(xù)使用第一組轉(zhuǎn)矩閾值(thllOT, thIzero, thlup)； (2.1)在轉(zhuǎn)子位置Θ i位置，總轉(zhuǎn)矩達(dá)到轉(zhuǎn)矩值Te+th2up，A相狀態(tài)切換為勵(lì)磁狀態(tài)Sa=-1 ;B相保持勵(lì)磁狀態(tài)SB = I。在該位置A相轉(zhuǎn)矩在負(fù)供電電壓激勵(lì)下的下降速率大于B相轉(zhuǎn)矩在正供電電壓激勵(lì)下的增加速率，因此總轉(zhuǎn)矩下降。然而該狀況在隨后發(fā)生改變，隨著轉(zhuǎn)子位置增加，盡管A、B兩相勵(lì)磁狀態(tài)均未變，但A相在勵(lì)磁狀態(tài)Sa = -1狀態(tài)下的轉(zhuǎn)矩下降速率小于B相在勵(lì)磁狀態(tài)Sb = I狀態(tài)下的轉(zhuǎn)矩增加速率，從而總轉(zhuǎn)矩上升； (2.2)當(dāng)總轉(zhuǎn)矩上升到轉(zhuǎn)矩值Te+th2up，勵(lì)磁狀態(tài)Sa和勵(lì)磁狀態(tài)Sb均未被觸發(fā)改變狀態(tài)，總轉(zhuǎn)矩繼續(xù)上升； (2.3)當(dāng)總轉(zhuǎn)矩達(dá)到轉(zhuǎn)矩值Te+thlZOT。，滿(mǎn)足B相狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件，勵(lì)磁狀態(tài)Sb轉(zhuǎn)換為O，B相轉(zhuǎn)矩減小；A相保持原有勵(lì)磁狀態(tài)Sa = -1,總轉(zhuǎn)矩減小； (2.4)當(dāng)總轉(zhuǎn)矩減小到轉(zhuǎn)矩值Te+th2up，勵(lì)磁狀態(tài)Sa和勵(lì)磁狀態(tài)Sb均未被觸發(fā)改變狀態(tài)，總轉(zhuǎn)矩繼續(xù)減?。? (2.5)當(dāng)總轉(zhuǎn)矩減小到轉(zhuǎn)矩值Te+thllOT，滿(mǎn)足B相狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件，勵(lì)磁狀態(tài)Sb轉(zhuǎn)換為1，B相轉(zhuǎn)矩增加；A相保持原有勵(lì)磁狀態(tài)Sa = -1,總轉(zhuǎn)矩上升； (2.6)重復(fù)步驟(2.2)?(2.5)，勵(lì)磁狀態(tài)Sa保持-1，A相轉(zhuǎn)矩和電流持續(xù)變?。粍?lì)磁狀態(tài)Sb在O和I之間切換，總轉(zhuǎn)矩被控制在[Te+thllOT，Te+thlzero]之間，從而抑制四相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩在轉(zhuǎn)子位置區(qū)間[Θ P Θ r/4]的脈動(dòng)； (2.7)當(dāng)轉(zhuǎn)子位于臨界位置，B相轉(zhuǎn)矩在勵(lì)磁狀態(tài)Sb = O時(shí)轉(zhuǎn)矩增加，且增加速率大于A相在勵(lì)磁狀態(tài)Sa = -1時(shí)轉(zhuǎn)矩下降速率，此時(shí)總轉(zhuǎn)矩上升； (2.8)當(dāng)總轉(zhuǎn)矩上升至轉(zhuǎn)矩值Te+thlup，B相狀態(tài)被觸發(fā)改變，勵(lì)磁狀態(tài)SbW O轉(zhuǎn)為-1，B相轉(zhuǎn)矩減小4相轉(zhuǎn)矩繼續(xù)減小，總轉(zhuǎn)矩減小； (2.9)當(dāng)總轉(zhuǎn)矩依次減小到轉(zhuǎn)矩值Te+thlzero與轉(zhuǎn)矩值Te+th2up，勵(lì)磁狀態(tài)Sa和勵(lì)磁狀態(tài)Sb均未被觸發(fā)改變狀態(tài)，總轉(zhuǎn)矩繼續(xù)減??； (2.10)當(dāng)總轉(zhuǎn)矩減小到轉(zhuǎn)矩值Te+thllOT，勵(lì)磁狀態(tài)Sb被觸發(fā)改變?yōu)?，B相轉(zhuǎn)矩增加；A相保持原有狀態(tài)，A相轉(zhuǎn)矩繼續(xù)減小，總轉(zhuǎn)矩增加； (2.11)當(dāng)總轉(zhuǎn)矩增加到轉(zhuǎn)矩值Te+thlZOT。，勵(lì)磁狀態(tài)Sb被觸發(fā)改變?yōu)?，勵(lì)磁狀態(tài)Sa保持為-1，此時(shí)情況與(2.7)相同，重復(fù)步驟(2.7)?(2.11)，勵(lì)磁狀態(tài)Sa保持-1，勵(lì)磁狀態(tài)SB在-l，0和I之間切換，總轉(zhuǎn)矩被控制在[Te+thllOT，Te+thlup]之間，從而抑制四相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩在轉(zhuǎn)子位置區(qū)間[Θ P Θ r/4]的脈動(dòng)； (2.12)當(dāng)轉(zhuǎn)子位于臨界位置，B相轉(zhuǎn)矩在勵(lì)磁狀態(tài)Sb = O、勵(lì)磁狀態(tài)Sa = -1時(shí)總轉(zhuǎn)矩不再增加，而是降低，從此刻起重復(fù)步驟(2.2)?(2.5)，總轉(zhuǎn)矩被控制在[Te+thllOT，Te+thlZOT。]之間，從而抑制四相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩在轉(zhuǎn)子位置區(qū)間[Q1, 0r/4]的脈動(dòng)。
【文檔編號(hào)】H02P6/10GK104242745SQ201410432801
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月27日
【發(fā)明者】陳昊, 曾輝 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)