[发明专利]一种直线旋转开关磁阻电机转矩和轴向力直接控制方法

权利要求书

1.一种直线旋转开关磁阻电机转矩和轴向力直接控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、通过控制直线旋转开关磁阻电机LRSRM两套绕组等效总磁通，计算确定磁链矢量所在扇区；通过功率电路开关管的通断，分别控制转矩绕组电流i_t与轴向力电流i_f，进而计算转矩T_total，将转矩T_total与预设阈值比较，将差值作为转矩滞环信号；计算磁链信号ψ_s并与预设阈值比较，将差值作为磁链滞环信号；基于计算得出的磁链滞环信号和转矩滞环信号，确定所需的电压矢量；具体地，当磁链滞环信号需要增大磁链时，选取与当前磁链夹角小于90°的电压矢量，当磁链滞环信号需要减小磁链时，选取与当前磁链夹角大于90°的电压矢量；当转矩滞环信号需要增大转矩时，选取超前磁链的电压矢量，当转矩滞环信号需要减小转矩时，选取滞后磁链的电压矢量；

步骤S2、选择转子位置在(-15°，15°)的控制区间内控制轴向力，三相绕组依次导通30°；通过功率电路开关管的通断，分别控制转矩绕组电流i_t与轴向力电流i_f，进而计算轴向力F_total，将轴向力F_total与预设阈值比较，将差值作为转矩滞环信号；当轴向力滞环信号需要增大轴向力时，导通对应相轴向力绕组的两个开关管；当轴向力滞环信号需要减小轴向力时，同时关断对应相轴向力绕组的两个开关管；当转子位置不在控制区间内时，控制绕组不工作；

步骤S3、根据三相绕组电压矢量表，根据不同的转子角度位置，在(-15°，15°)区间时，根据转矩与轴向力的滞环信号，分别控制转矩绕组电压与轴向力绕组电压；其中，当需要增大转矩时，转矩滞环信号为“1”，需给定为“+”转矩绕组电压矢量；当需要减小转矩时，转矩滞环信号为“-1”，需给定为“-”转矩绕组电压矢量；当转矩在环宽内时，转矩滞环信号为“0”，需给定为“0”转矩绕组电压矢量；轴向力电压矢量同理可得；每相定子齿绕组分配到对应的转矩与轴向力电压矢量后，选择对应区间的基本电压矢量，实现对直线旋转开关磁阻电机转矩和轴向力的控制。

2.根据权利要求1所述的一种直线旋转开关磁阻电机转矩和轴向力直接控制方法，其特征在于，所述步骤S1中采用径向双绕组LRSRM，控制LRSRM两套绕组等效总磁通具体包括：

转矩绕组横跨在两个定子齿上，轴向力绕组在两个定子齿上是反向串联的，则定子1端两套绕组磁链方向相同，磁链相互叠加，其中，Ψ₁为定子1下的总磁链，Ψ₂为定子2下的总磁链，Ψ_t为转矩绕组产生的磁链，Ψ_f为轴向力绕组产生的磁链，表示如下：

ψ₁＝ψ_t+ψ_f

定子2端两套绕组的磁链方向相反，磁链相互削弱，表示如下：

ψ₂＝ψ_t-ψ_f

因此LRSRM的A相绕组产生的平均磁链为：

ψ_A＝ψ₁+ψ₂＝2ψ_t

采用同样的方法确定B、C相绕组产生的平均磁链，通过控制三相转矩绕组的磁通即控制了LRSRM的总磁通Ψ_s，即可进一步控制磁链滞环信号，确定所需电压矢量。