一種三相開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動三電平抑制方法
【專利摘要】一種三相開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動三電平抑制方法，在轉(zhuǎn)子位置區(qū)間[0°，θr/3]設(shè)置第一組轉(zhuǎn)矩閾值，在轉(zhuǎn)子位置區(qū)間[θr/3，θr/2]設(shè)置第二組轉(zhuǎn)矩閾值，對相鄰的A相和B相供電勵磁，A相供電勵磁比B相供電勵磁超前θr/3，A相到B相的整個換相過程分為兩個區(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是在換相過程中自動出現(xiàn)的，無需額外進(jìn)行計算，總轉(zhuǎn)矩控制在[Te+th2low，Te+th2up]之間；在轉(zhuǎn)子位置區(qū)間[θ1，θr/3]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，抑制了三相開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動。
【專利說明】—種三相開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動三電平抑制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動三電平抑制方法，尤其適用于三相開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]開關(guān)磁阻電機(jī)以其結(jié)構(gòu)簡單堅固，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)以及開關(guān)式的勵磁方式，使之輸出的電磁轉(zhuǎn)矩存在較大脈動，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)矩脈動的同時還實現(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，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，開關(guān)磁阻電機(jī)系統(tǒng)存在電流上限，電流的限制使得開關(guān)磁阻電機(jī)只能輸出有限范圍的平滑轉(zhuǎn)矩。因此，對于所有輸出平滑轉(zhuǎn)矩的控制都存在一定的可操作范圍。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]技術(shù)問題:本發(fā)明的目的是克服已有技術(shù)中存在的問題，提供一種三相開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動三電平抑制方法。
[0004]技術(shù)方案:本發(fā)明的三相開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動三電平抑制方法，包括如下步驟:
[0005]a.在轉(zhuǎn)子位置區(qū)間[0°，0r/3]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/3, Θ r/2]設(shè)置第二組轉(zhuǎn)矩閾值(th2lOT，th2zero, th2up)，這6個轉(zhuǎn)矩閾值滿足條件:
[0006]^> 射:mo > 決2Up > O⑴
[0007]O > 慮Jow >
[0008]網(wǎng)騰丨―戲獅I3
[0009]I 應(yīng)—l=_21wl
[0010]I 似—IH 獻(xiàn)low 丨(5)
[0011]其中，轉(zhuǎn)子位置0°為最小相電感位置，轉(zhuǎn)子位置Θ ^為齒距角即一個轉(zhuǎn)子周期，半個轉(zhuǎn)子周期是Θ Jl ；
[0012]b.設(shè)置勵磁狀態(tài)Sa為A相供電勵磁狀態(tài)，勵磁狀態(tài)Sa = I表示A相勵磁電壓為正，勵磁狀態(tài)Sa = O表示A相勵磁電壓為零，勵磁狀態(tài)Sa = -1表示A相勵磁電壓為負(fù)；設(shè)置勵磁狀態(tài)Sb為B相供電勵磁狀態(tài)，勵磁狀態(tài)Sb = I表示B相勵磁電壓為正，勵磁狀態(tài)Sb=O表示B相勵磁電壓為零，勵磁狀態(tài)Sb = -1表示B相勵磁電壓為負(fù)，期望的總平滑轉(zhuǎn)矩為Te ；
[0013]c.對相鄰的A相和B相供電勵磁，A相供電勵磁比B相供電勵磁超前0^3，此時，A相關(guān)斷，B相開通，通過將A相到B相分為兩個區(qū)間的換相過程，實現(xiàn)三相開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動的三電平抑制。
[0014]所述A相到B相分為兩個區(qū)間的換相過程:
[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是在換相過程中自動出現(xiàn)的，無需額外進(jìn)行計算；
[0016](1.1)在轉(zhuǎn)子位置0°位置進(jìn)入B相導(dǎo)通周期，設(shè)定初始勵磁狀態(tài)Sb = 1，B相電流和轉(zhuǎn)矩從O開始增大；勵磁狀態(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；
[0017](1.2)當(dāng)總轉(zhuǎn)矩增加到轉(zhuǎn)矩值Te+th2up，勵磁狀態(tài)Sa由I轉(zhuǎn)換為-1，A相轉(zhuǎn)矩減?。籅相保持原有狀態(tài)，B相轉(zhuǎn)矩繼續(xù)增加。由于此時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)矩變化趨勢由A相決定，總轉(zhuǎn)矩減小；
[0018](1.3)當(dāng)總轉(zhuǎn)矩首先減小到轉(zhuǎn)矩值Te+thllOT，不滿足A、B兩相狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件，勵磁狀態(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+th2zer。，觸發(fā)A相狀態(tài)由勵磁狀態(tài)Sa = -1轉(zhuǎn)變?yōu)閯畲艩顟B(tài)Sa = O, A相轉(zhuǎn)矩減小,但減小速率比勵磁狀態(tài)Sa = -1時要?。籅相保持原有勵磁狀態(tài)，轉(zhuǎn)矩繼續(xù)增加。此時在勵磁狀態(tài)Sa = 0，勵磁狀態(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，滿足A相狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件，A相狀態(tài)由勵磁狀態(tài)Sa = O轉(zhuǎn)變?yōu)閯畲艩顟B(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，保持勵磁狀態(tài)Sb = I ;A相勵磁狀態(tài)在1、0和-1間切換，將總轉(zhuǎn)矩控制在[Te+th2lOT，Te+th2up]之間，從而抑制三相開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩在轉(zhuǎn)子位置區(qū)間[0°，0J的脈動；
[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)勵磁狀態(tài)Sa = 0，勵磁狀態(tài)Sb = I時，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/3]，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)切換為勵磁狀態(tài)Sa = -1 ;B相保持勵磁狀態(tài)Sb= 1，在該位置A相轉(zhuǎn)矩在負(fù)供電電壓激勵下的下降速率大于B相轉(zhuǎn)矩在正供電電壓激勵下的增加速率，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兩相勵磁狀態(tài)均未變，但A相在勵磁狀態(tài)Sa = -1狀態(tài)下的轉(zhuǎn)矩下降速率小于B相在勵磁狀態(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，勵磁狀態(tài)Sa和勵磁狀態(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TJthlzw。，滿足B相狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件，勵磁狀態(tài)Sb轉(zhuǎn)換為O, B相轉(zhuǎn)矩減小；A相保持原有勵磁狀態(tài)Sa = -1,總轉(zhuǎn)矩減小；
[0028](2.4)當(dāng)總轉(zhuǎn)矩減小到轉(zhuǎn)矩值Te+th2up，勵磁狀態(tài)Sa和勵磁狀態(tài)Sb均未被觸發(fā)改變狀態(tài)，總轉(zhuǎn)矩繼續(xù)減小；
[0029](2.5)當(dāng)總轉(zhuǎn)矩減小到轉(zhuǎn)矩值Te+thllOT，滿足B相狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件，勵磁狀態(tài)Sb轉(zhuǎn)換為I，B相轉(zhuǎn)矩增加；A相保持原有勵磁狀態(tài)Sa = -1,總轉(zhuǎn)矩上升；
[0030](2.6)重復(fù)步驟(2.2)?(2.5)，勵磁狀態(tài)Sa保持-1，A相轉(zhuǎn)矩和電流持續(xù)變??；勵磁狀態(tài)Sb在O和I之間切換，總轉(zhuǎn)矩被控制在[Te+thllOT，Te+thlzero]之間，從而抑制三相開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩在轉(zhuǎn)子位置區(qū)間[Θ P Θ r/3]的脈動；
[0031](2.7)當(dāng)轉(zhuǎn)子位于臨界位置，B相轉(zhuǎn)矩在勵磁狀態(tài)Sb = O時轉(zhuǎn)矩增加，且增加速率大于A相在勵磁狀態(tài)Sa = -1時轉(zhuǎn)矩下降速率，此時總轉(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??；
[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，勵磁狀態(tài)Sa和勵磁狀態(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，勵磁狀態(tài)Sb被觸發(fā)改變?yōu)?，勵磁狀態(tài)Sa保持為-1，此時情況與(2.7)相同，重復(fù)步驟(2.7)?(2.11)，勵磁狀態(tài)Sa保持-1，勵磁狀態(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，從而抑制三相開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩在轉(zhuǎn)子位置區(qū)間[Θ P Θ r/3]的脈動；
[0036](2.12)當(dāng)轉(zhuǎn)子位于臨界位置，B相轉(zhuǎn)矩在勵磁狀態(tài)Sb = O、勵磁狀態(tài)Sa = -1時總轉(zhuǎn)矩不再增加，而是降低，從此刻起重復(fù)(2.2)?(2.5)，總轉(zhuǎn)矩被控制在[Te+thllOT，Te+thlzeM]之間，從而抑制三相開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩在轉(zhuǎn)子位置區(qū)間[Q1, 0r/3]的脈動。
[0037]有益效果:由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明只需通過設(shè)置兩組轉(zhuǎn)矩閾值和設(shè)置相鄰的A相和B相勵磁狀態(tài)，分別使A相和B相在供電勵磁電壓為正、零、負(fù)三種勵磁狀態(tài)之間切換，控制總轉(zhuǎn)矩在兩組轉(zhuǎn)矩閾值之間，抑制了三相開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動，實現(xiàn)了三相開關(guān)磁阻電機(jī)直接瞬時轉(zhuǎn)矩平滑控制，電機(jī)繞組所受激勵電壓波形與期望電壓波形具有相同的特征，實際相電流與期望相電流高度吻合，使開關(guān)磁阻電機(jī)輸出最大范圍的平滑轉(zhuǎn)矩。通用性強(qiáng)，適用于各種類型、各種結(jié)構(gòu)的三相開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)，實用效果好，具有廣泛的應(yīng)用前景。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0038]圖1是本發(fā)明的開關(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)明的開關(guān)磁阻電機(jī)的B相供電勵磁狀態(tài)的轉(zhuǎn)換示意圖；
[0040]圖2 (b)是本發(fā)明的開關(guān)磁阻電機(jī)的A相供電勵磁狀態(tài)的轉(zhuǎn)換示意圖；
[0041]圖3是本發(fā)明的開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩波形。

【具體實施方式】
[0042]下面結(jié)合附圖中的實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述:
[0043]如圖1所示，針對一臺三相開關(guān)磁阻電機(jī)，具體步驟如下:
[0044]a.在轉(zhuǎn)子位置區(qū)間[0°，0r/3]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/3, Θ r/2]設(shè)置第二組轉(zhuǎn)矩閾值(th2lOT，th2zero, th2up)，這6個轉(zhuǎn)矩閾值滿足條件:
[0045]德> 糾zero > ^ ^up >。⑴
[0046]O ^ ^hw >熱2猶3 > Ifttjow
[0047]I 顧獅 I=I丨(3)
[0048]I 找Iup H 決 21w I
[0049]I 德H 德 1Jow I⑶
[0050]其中，轉(zhuǎn)子位置0°為最小相電感位置，轉(zhuǎn)子位置Θ ^為齒距角即一個轉(zhuǎn)子周期，半個轉(zhuǎn)子周期是Θ Jl ；
[0051 ] b.如圖2 (a、b)所示，設(shè)置勵磁狀態(tài)Sa為A相供電勵磁狀態(tài)，勵磁狀態(tài)Sa = I表示A相勵磁電壓為正,勵磁狀態(tài)Sa = O表示A相勵磁電壓為零,勵磁狀態(tài)Sa = -1表示A相勵磁電壓為負(fù)；設(shè)置勵磁狀態(tài)Sb為B相供電勵磁狀態(tài)，勵磁狀態(tài)Sb = I表示B相勵磁電壓為正，勵磁狀態(tài)Sb = O表示B相勵磁電壓為零，勵磁狀態(tài)Sb = -1表示B相勵磁電壓為負(fù)，期望的總平滑轉(zhuǎn)矩為T6 ；
[0052]c.對相鄰的A相和B相供電勵磁，A相供電勵磁比B相供電勵磁超前0^3，此時，A相關(guān)斷，B相開通，將A相到B相分為兩個區(qū)間的換相過程，來實現(xiàn)三相開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動三電平的抑制，如圖1所示；
[0053](I)在轉(zhuǎn)子位置區(qū)間[O。，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Θ I是在換相過程中自動出現(xiàn)的，無需額外進(jìn)行計算；
[0054](1.1)在轉(zhuǎn)子位置0°位置進(jìn)入B相導(dǎo)通周期，設(shè)定初始勵磁狀態(tài)Sb = 1，B相電流和轉(zhuǎn)矩從O開始增大；勵磁狀態(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；
[0055](1.2)當(dāng)總轉(zhuǎn)矩增加到轉(zhuǎn)矩值Te+th2up，勵磁狀態(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，不滿足A、B兩相狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件，勵磁狀態(tài)Sa和Sb保持原有狀態(tài)，總轉(zhuǎn)矩繼續(xù)減??；
[0057](1.4)當(dāng)總轉(zhuǎn)矩減小到轉(zhuǎn)矩值Te+th2ZOT。，觸發(fā)A相狀態(tài)由勵磁狀態(tài)Sa = -1轉(zhuǎn)變?yōu)閯畲艩顟B(tài)Sa = O, A相轉(zhuǎn)矩減小,但減小速率比勵磁狀態(tài)Sa = -1時要?。籅相保持原有勵磁狀態(tài)，轉(zhuǎn)矩繼續(xù)增加。此時在勵磁狀態(tài)Sa = O，勵磁狀態(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；
[0058](1.5)當(dāng)總轉(zhuǎn)矩減小到轉(zhuǎn)矩值Te+th2lOT，滿足A相狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件，A相狀態(tài)由勵磁狀態(tài)Sa = O轉(zhuǎn)變?yōu)閯畲艩顟B(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，保持勵磁狀態(tài)Sb = I ;A相勵磁狀態(tài)在1、0和-1間切換，將總轉(zhuǎn)矩控制在[Te+th2lOT，Te+th2up]之間，從而抑制三相開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩在轉(zhuǎn)子位置區(qū)間[0°，0J的脈動；
[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)勵磁狀態(tài)Sa = 0，勵磁狀態(tài)Sb = I時，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/3]，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)切換為勵磁狀態(tài)Sa = -1 ；B相保持勵磁狀態(tài)Sb = I。在該位置A相轉(zhuǎn)矩在負(fù)供電電壓激勵下的下降速率大于B相轉(zhuǎn)矩在正供電電壓激勵下的增加速率，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兩相勵磁狀態(tài)均未變，但A相在勵磁狀態(tài)Sa = -1狀態(tài)下的轉(zhuǎn)矩下降速率小于B相在勵磁狀態(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，勵磁狀態(tài)Sa和勵磁狀態(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，滿足B相狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件，勵磁狀態(tài)Sb轉(zhuǎn)換為O, B相轉(zhuǎn)矩減??；A相保持原有勵磁狀態(tài)Sa = -1,總轉(zhuǎn)矩減??；
[0066](2.4)當(dāng)總轉(zhuǎn)矩減小到轉(zhuǎn)矩值Te+th2up，勵磁狀態(tài)Sa和勵磁狀態(tài)Sb均未被觸發(fā)改變狀態(tài)，總轉(zhuǎn)矩繼續(xù)減??；
[0067](2.5)當(dāng)總轉(zhuǎn)矩減小到轉(zhuǎn)矩值Te+thllOT，滿足B相狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件，勵磁狀態(tài)Sb轉(zhuǎn)換為I，B相轉(zhuǎn)矩增加；A相保持原有勵磁狀態(tài)Sa = -1。總轉(zhuǎn)矩上升；
[0068](2.6)重復(fù)步驟(2.2)?(2.5)，勵磁狀態(tài)Sa保持-1，A相轉(zhuǎn)矩和電流持續(xù)變??；勵磁狀態(tài)Sb在O和I之間切換，總轉(zhuǎn)矩被控制在[Te+thllOT，Te+thlzero]之間，從而抑制三相開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩在轉(zhuǎn)子位置區(qū)間[Θ P Θ r/3]的脈動；
[0069](2.7)當(dāng)轉(zhuǎn)子位于臨界位置，B相轉(zhuǎn)矩在勵磁狀態(tài)Sb = O時轉(zhuǎn)矩增加，且增加速率大于A相在勵磁狀態(tài)Sa = -1時轉(zhuǎn)矩下降速率，此時總轉(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，勵磁狀態(tài)Sb從O轉(zhuǎn)為-1，B相轉(zhuǎn)矩減?。籄相轉(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，勵磁狀態(tài)Sa和勵磁狀態(tài)Sb均未被觸發(fā)改變狀態(tài)，總轉(zhuǎn)矩繼續(xù)減??；
[0072](2.10)當(dāng)總轉(zhuǎn)矩減小到轉(zhuǎn)矩值Te+thllOT，勵磁狀態(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+thlzero，勵磁狀態(tài)Sb被觸發(fā)改變?yōu)?，勵磁狀態(tài)Sa保持為-1，此時情況與(2.7)相同，重復(fù)步驟(2.7)?(2.11)，勵磁狀態(tài)Sa保持-1，勵磁狀態(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，從而抑制三相開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩在轉(zhuǎn)子位置區(qū)間[Θ P Θ r/3]的脈動；
[0074](2.12)當(dāng)轉(zhuǎn)子位于臨界位置，B相轉(zhuǎn)矩在勵磁狀態(tài)Sb = O、勵磁狀態(tài)Sa = -1時總轉(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+thlzeM]之間，從而抑制三相開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩在轉(zhuǎn)子位置區(qū)間[Q1, 0r/3]的脈動。
[0075]對相鄰的B相和C相供電勵磁，B相供電勵磁比C相供電勵磁超前Θ r/3時的轉(zhuǎn)矩閾值設(shè)定、換相過程、B相和C相勵磁狀態(tài)切換轉(zhuǎn)移方法，與上述情況類似。
[0076]對相鄰的C相和A相供電勵磁，C相供電勵磁比A相供電勵磁超前Θ r/3時的轉(zhuǎn)矩閾值設(shè)定、換相過程、C相和A相勵磁狀態(tài)切換轉(zhuǎn)移方法，與上述情況類似。
[0077]所獲得的開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩波形如圖3所示。
【權(quán)利要求】
1.一種三相開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動三電平抑制方法，其特征在于: a.在轉(zhuǎn)子位置區(qū)間[O。，θ^3]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/3, Θ r/2]設(shè)置第二組轉(zhuǎn)矩閾值(th2lOT，th2zero, th2up)，這6個轉(zhuǎn)矩閾值滿足條件: --.> > Λ2ηρ > O (J)IMjow >,2) I 撕膽I




(3) I 應(yīng)up H^2IwrI…




(4)
I ?Α2— |=| Λ--ον/1V(5) 其中，轉(zhuǎn)子位置0°為最小相電感位置，轉(zhuǎn)子位置Θ ^為齒距角即一個轉(zhuǎn)子周期，半個轉(zhuǎn)子周期是Θ Jl ； b.設(shè)置勵磁狀態(tài)SaSA相供電勵磁狀態(tài)，勵磁狀態(tài)Sa= I表示A相勵磁電壓為正，勵磁狀態(tài)Sa = O表示A相勵磁電壓為零，勵磁狀態(tài)Sa = -1表示A相勵磁電壓為負(fù)；設(shè)置勵磁狀態(tài)Sb為B相供電勵磁狀態(tài)，勵磁狀態(tài)Sb = I表示B相勵磁電壓為正，勵磁狀態(tài)Sb = O表示B相勵磁電壓為零，勵磁狀態(tài)Sb = -1表示B相勵磁電壓為負(fù)，期望的總平滑轉(zhuǎn)矩為Te ； c.對相鄰的A相和B相供電勵磁，A相供電勵磁比B相供電勵磁超前0^3，此時，A相關(guān)斷，B相開通，通過將A相到B相分為兩個區(qū)間的換相過程，實現(xiàn)三相開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動的三電平抑制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三相開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動三電平抑制方法，其特征在于:所述A相到B相分為兩個區(qū)間的換相過程: (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是在換相過程中自動出現(xiàn)的，無需額外進(jìn)行計算； (1.D在轉(zhuǎn)子位置0°位置進(jìn)入B相導(dǎo)通周期，設(shè)定初始勵磁狀態(tài)Sb = 1，B相電流和轉(zhuǎn)矩從O開始增大；勵磁狀態(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，勵磁狀態(tài)Sa由I轉(zhuǎn)換為-1，A相轉(zhuǎn)矩減小；B相保持原有狀態(tài)，B相轉(zhuǎn)矩繼續(xù)增加。由于此時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，不滿足A、B兩相狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件，勵磁狀態(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+th2ZOT。，觸發(fā)A相狀態(tài)由勵磁狀態(tài)Sa = -1轉(zhuǎn)變?yōu)閯畲艩顟B(tài)Sa = O, A相轉(zhuǎn)矩減小,但減小速率比勵磁狀態(tài)Sa = -1時要??；B相保持原有勵磁狀態(tài)，轉(zhuǎn)矩繼續(xù)增加。此時在勵磁狀態(tài)Sa = 0，勵磁狀態(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??； (1.5)當(dāng)總轉(zhuǎn)矩減小到轉(zhuǎn)矩值Te+th21(W，滿足A相狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件，A相狀態(tài)由勵磁狀態(tài)Sa = O轉(zhuǎn)變?yōu)閯畲艩顟B(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，保持勵磁狀態(tài)Sb = I ;A相勵磁狀態(tài)在1、0和-1間切換，將總轉(zhuǎn)矩控制在[Te+th2lOT，Te+th2up]之間，從而抑制三相開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩在轉(zhuǎn)子位置區(qū)間[0°，0J的脈動； (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)勵磁狀態(tài)Sa = 0，勵磁狀態(tài)Sb = I時，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/3]，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)切換為勵磁狀態(tài)Sa=-1 ;B相保持勵磁狀態(tài)SB = 1，在該位置A相轉(zhuǎn)矩在負(fù)供電電壓激勵下的下降速率大于B相轉(zhuǎn)矩在正供電電壓激勵下的增加速率，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兩相勵磁狀態(tài)均未變，但A相在勵磁狀態(tài)Sa = -1狀態(tài)下的轉(zhuǎn)矩下降速率小于B相在勵磁狀態(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，勵磁狀態(tài)Sa和勵磁狀態(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。，滿足B相狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件，勵磁狀態(tài)Sb轉(zhuǎn)換為0，B相轉(zhuǎn)矩減??；A相保持原有勵磁狀態(tài)Sa = -1,總轉(zhuǎn)矩減??； (2.4)當(dāng)總轉(zhuǎn)矩減小到轉(zhuǎn)矩值Te+th2up，勵磁狀態(tài)Sa和勵磁狀態(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，滿足B相狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件，勵磁狀態(tài)Sb轉(zhuǎn)換為1，B相轉(zhuǎn)矩增加；A相保持原有勵磁狀態(tài)Sa = -1,總轉(zhuǎn)矩上升； (2.6)重復(fù)步驟(2.2)?(2.5)，勵磁狀態(tài)Sa保持-1，A相轉(zhuǎn)矩和電流持續(xù)變??；勵磁狀態(tài)Sb在O和I之間切換，總轉(zhuǎn)矩被控制在[Te+thllOT，Te+thlzero]之間，從而抑制三相開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩在轉(zhuǎn)子位置區(qū)間[Θ P Θ r/3]的脈動； (2.7)當(dāng)轉(zhuǎn)子位于臨界位置，B相轉(zhuǎn)矩在勵磁狀態(tài)Sb = O時轉(zhuǎn)矩增加，且增加速率大于A相在勵磁狀態(tài)Sa = -1時轉(zhuǎn)矩下降速率，此時總轉(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?。? (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，勵磁狀態(tài)Sa和勵磁狀態(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。，勵磁狀態(tài)Sb被觸發(fā)改變?yōu)?，勵磁狀態(tài)Sa保持為-1，此時情況與(2.7)相同，重復(fù)步驟(2.7)?(2.11)，勵磁狀態(tài)Sa保持-1，勵磁狀態(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，從而抑制三相開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩在轉(zhuǎn)子位置區(qū)間[Θ P θ r/3]的脈動； (2.12)當(dāng)轉(zhuǎn)子位于臨界位置，B相轉(zhuǎn)矩在勵磁狀態(tài)Sb = O、勵磁狀態(tài)Sa = -1時總轉(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+thlzeM]之間，從而抑制三相開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩在轉(zhuǎn)子位置區(qū)間[Q1, 0r/3]的脈動。
【文檔編號】H02P6/10GK104300846SQ201410431988
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月27日
【發(fā)明者】陳昊, 石交通 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)