[发明专利]一种无位置传感器下开关磁阻发电系统效率提升控制方法

摘要

一种无位置传感器下开关磁阻发电系统效率提升控制方法，首先利用电流注入法实时间接估算转子相对位置角度，省去位置传感器，降低开关磁阻发电机系统的故障发生率。以相电流有效值最小为效率提升控制目标，通过实验测量得出相电流有效值最小时开关磁阻发电机转速—功率—开通角度关系，计算出最优开通角度区域，在线查找开通角度、功率闭环控制关断角度，直到满足查找精度值后结束。该方法提高了发电机本体发电效率，降低了功率变换器的损耗，提高功率变换器工作可靠性、开关器件工作寿命。对开关磁阻发电系统具有良好的优化效果。

主权项

1.一种无位置传感器下开关磁阻发电机系统效率提升控制方法，其特征在于：(1)利用电机的电感对称性将电机固定在特殊位置，根据电流注入法计算出特殊位置的电感；选定外加电流激励的判定区间，在该区间内进行电流注入并计算出斩波管斩波导通时间，确定电机的特殊位置，输出触发信号；根据电感线性变化区间，对角度误差进行补偿，提高角度估算的精度。角度计算式如下： ω = θ a ′ - θ a + 45 Δ t θ ( k + 1 ) = θ ( k ) + ω T θ a = 7.5 + L ( θ ) - L n L m - L n × 7.5 L ( θ ) = Δt ′ U d c 2 Δ i ]]>式中θa’为当前估算的脉冲时刻到来时的角度值，θa为上个时刻估算角度值。ω为估算的电机转速，Δt为估算脉冲的时间间隔，T为数字控制器采样周期。θ(k+1)为当前采样时刻的转子角度，θ(k)为上一采样时刻角度。Ln为7.5°时的电感值，Lm为15°时的电感值，Δt’当前的斩波管导通时间，Udc为母线电压，Δi为滞环带宽。(2)当发电机转速较高，反电动势较大时，电机采用角度位置控制，激励参数有开关角度设定电机允许的最大斩波限值电流、二分法查找精度值和给定功率，通过相电流有效值最小时开关磁阻发电机转速—功率—开通角度关系，计算出最优开通角度区域，利用二分法查找开通角度、功率闭环控制关断角度，直到满足查找精度值后结束。采用二分法在最优开通角度区域查找开通角度，通过给定扰动比较相电流有效值，不断将开通角度区域二分而减小，当开通角度区域满足给定精度时，查找结束。开关磁阻发电机工作在给定工作点的最小铜耗模式，发出电能。(3)采用二分法在最优开通角度区域查找开通角度，通过给定扰动比较相电流有效值，不断将开通角度区域二分而减小，当开通角度区域满足给定精度时，查找结束。开关磁阻发电机工作在给定工作点的最小铜耗模式，发出电能。根据实测数据测量，通过数据拟合得到不同功率下开通角度区域[θl,θu]。取该区域的中间角度θd＝(θ

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