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申请/专利权人：山东理工大学

摘要：本发明公开了一种宽转速范围开关磁阻电机转矩脉动抑制控制方法，以解决开关磁阻电机在换向时电流跟踪效果不佳造成的转矩脉动问题。该方法基于一种不对称二极管钳位型五电平变换器电路，电机在高速下对绕组施加较高等级电压，实现绕组快速励磁和去磁。根据SRM的非线性模型重新划分导通区间，避免换向初期电流峰值过大。针对转速及负载等工况发生较大变化时绕组电流跟踪性能不佳问题，结合导通区间，设计低速与高速的DITC导通规则。当电机运行在低速时，旋转电动势较小，电流变化率较大，在换相期间导通相电流建立迅速，采用三电平驱动；当电机运行在高速时，旋转电动势增大，电流跟踪性能和转矩控制效果变差，故采用五电平驱动。本发明方法发挥了五电平变换器的快速励磁、去磁，控制灵活的优点，在宽转速范围实现了转矩与电流脉动的抑制，改善了转矩的动态特性。

主权项：1.一种宽转速范围开关磁阻电机转矩脉动抑制控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：开关磁阻电机的功率电路采用不对称二极管钳位型五电平变换器，在控制过程中采用五种工作模式：对于A相，当开关管S1、S2、S3、S4全部导通，绕组电压为U，相绕组全压励磁；当开关管S1、S2、S3导通，S4关断，绕组电压为U2，相绕组常压励磁；当开关管S3、S4导通，S1、S2关断，绕组电压为0，相绕组处于续流状态；当开关管S2导通，S1、S3、S4关断，绕组电压为-U2，相绕组常压去磁；当开关管S1、S2、S3、S4全部关断，绕组电压为-U，相绕组全压去磁；步骤2：为了让开关磁阻电机输出有效的电磁转矩，必须依据转子位置合理的导通各相，对于86极开关磁阻电机，给出了从A相开通角θAon到B相开通角θBon之间的区间划分，S1区域为从A相开通角θAon开始到A相电感变化率开始变大位置θAturn为止的区域，S2区域为从θAturn开始到D相电感快到达平顶区位置θDoff为止的区域，S3区域为从θDoff开始到B相开通角θBon为止的区域；步骤3：当电机运行在低速时，反电动势e较小，施加较低等级电压可满足绕组良好的电流跟踪能力，故采用三电平驱动控制，对于A、D相，结合各导通区间，根据转矩误差设计导通规则如下：1若转子位置处于S1区域，电压矢量为：ΔT≤-TL：A、D相电压矢量为-1,-1；-TLΔT0：A、D相电压矢量为-1,0；0≤ΔTTL：A、D相电压矢量为α,α；ΔT≥TL：A、D相电压矢量为1,1；2若转子位置处于S2区域，电压矢量为：ΔT≤-TL：A、D相电压矢量为0,-1；-TLΔT0：A、D相电压矢量为0,0；0≤ΔTTL：A、D相电压矢量为α,α；ΔT≥TL：A、D相电压矢量为1,1；3若转子位置处于S3区域，电压矢量为：ΔT≤-TL：A、D相电压矢量为-1,-1；-TLΔT0：A、D相电压矢量为0,-1；0≤ΔTTL：A、D相电压矢量为α,-1；ΔT≥TL：A、D相电压矢量为1,-1；其中，α为占空比，即施加大小为的平均电压，TL为转矩滞环上限；步骤4：当电机运行在高速时，反电动势e变大，绕组电流上升和下降缓慢，若仍采用三电平驱动，当前绕组导通相电流无法及时跟踪所需值，容易流过负转矩区，产生较大的转矩脉动，为实现绕组快速励磁和去磁，采用五电平驱动，对于A、D相，结合各导通区间，根据转矩误差设计导通规则如下：1若转子位置处于S1区域，电压矢量为：ΔT≤-TL：A、D相电压矢量为-2,-2；-TLΔT0：A、D相电压矢量为-2,0；0≤ΔTTL：A、D相电压矢量为1,1；ΔT≥TL：A、D相电压矢量为2,2；2若转子位置处于S2区域，电压矢量为：ΔT≤-TL：A、D相电压矢量为-1,-2；-TLΔT0：A、D相电压矢量为0,0；0≤ΔTTL：A、D相电压矢量为1,1；ΔT≥TL：A、D相电压矢量为2,2；3若转子位置处于S3区域，电压矢量为：ΔT≤-TL：A、D相电压矢量为-2-2；-TLΔT0：A、D相电压矢量为0,-2；0≤ΔTTL：A、D相电压矢量为1,-2；ΔT≥TL：A、D相电压矢量为2,-2。

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