[发明专利]一种双定子开关磁阻电机互补型直接瞬时转矩控制方法

说明书

一种双定子开关磁阻电机互补型直接瞬时转矩控制方法，在换相区间内电机内(外)定子至少有两相处于开通状态，且换相区域处于外(内)定子其中一相导通区域，可以通过增大外(内)定子转矩来补偿内(外)定子换相时的转矩不足；内定子A相在转子位置0°开通，当进入外定子E、F换相区时，外定子E相开始关断，此时F相刚开通，处于相电感最小区域，转矩无法迅速建立，所以外定子总转矩开始下降，出现转矩波谷；通过增加内定子给定参考转矩，提升电机总转矩，来弥补外定子给定转矩与实际转矩的差值；同理，当内定子转矩下降时，通过本方法进行抬升外定子输出转矩，弥补内定子转矩缺口；通过上述方法能够抑制双定子开关磁阻电机的转矩脉动，具有良好的工程应用价值。

技术领域

本发明涉及一种开关磁阻电机及其互补型直接瞬时转矩控制方法，尤其适用于双定子开关磁阻电机驱动系统。

背景技术

传统开关磁阻电机的低转矩密度、高转矩脉动一直是限制开关磁阻电机进一步发展的桎梏。因此降低转矩脉动、增加转矩密度一直是开关磁阻电机的前进方向。为了解决以上缺点，可以采用双定子开关磁阻电机并将其内外转子齿轴线错开一定机械角度，这样的结构设计能够有效降低转矩脉动。而且由于内外磁场解耦，所以当其工作时可以分为内定子励磁模式、外定子励磁模式和双定子励磁模式，也能够有效减小转矩脉动。

目前传统的三电平开关磁阻电机直接瞬时转矩控制方法通过选择合适的导通角可以很好地实现相间转矩的平滑输出，但是此方法输出平滑转矩必须前后相邻相的开通区域有较大的重合。当换相重合区域较小时，后一相转矩没有建立，前一相转矩迅速下降，电机输出转矩无法达到给定值，出现电机总转矩波谷，造成转矩脉动。当换相重合区域较大时，前一相会产生制动转矩，后一相为了输出平滑转矩，会提高转矩输出抵消前一相产生的制动转矩，造成后一相的相电流峰值提高，增加电机损耗，降低效率。而且由于内外转子齿轴线错开一定机械角度的双定子开关磁阻电机结构的特殊性，需要设计新的直接瞬时转矩控制方法。

发明内容

针对上述技术中存在的问题，本发明提供了一种双定子开关磁阻电机互补型直接瞬时转矩控制方法。

为实现上述技术目的，本发明采用如下的技术方案予以实现：

1、一种双定子开关磁阻电机互补型直接瞬时转矩控制方法，所述双定子开关磁阻电机的中间转子采用双面凸极结构，内外转子齿共用同一转子轭架；内、外转子相邻齿两中心轴线之间的机械偏置角设为θ；进一步，所述的互补型直接瞬时转矩控制：

a.开关磁阻电机在每相导通角度(0,θ_off)内包含一个转矩差阈值组，即阈值组(T_up,T_mid,T_down)，其中θ_off为关断角，T_downT_mid0T_up；转子位置0°为A相最小电感位置，转子位置22.5°为A相最大电感位置；

b.将功率变换器的三种开关状态(励磁状态、续流状态、退磁状态)分别表示为S₁、S₂和S₃；

c.互补型直接瞬时转矩控制状态切换规则如下：当满足条件T_set+T_down≥T_e时，执行动作S₁；当满足条件T_set+T_midT_e≥T_set+T_down时，执行动作S₂；当满足条件T_e≥T_set+T_up时，执行动作S₃；当满足条件T_set+T_upT_e≥T_set+T_mid时，状态保持；

d.具体的控制策略如下：