[发明专利]开关磁阻电动机制动过程的绕组电流波形控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电流控制方法，尤其涉及一种适用于每相绕组采用独立的半桥式功率电路供电的任意相数、任意结构的开关磁阻电动机的制动过程的绕组电流波形控制方法。

背景技术

开关磁阻电动机的定子、转子为双凸极结构，由硅钢片叠压而成。定子极上装有集中绕组，转子上没有绕组。开关磁阻电动机可以设计成不同的绕组相数和不同的定转子极数，如三相6/4极、三相12/8极、四相8/6极。

开关磁阻电动机由功率电路提供能量，图1为一种采用双开关的一相功率电路的拓扑结构。图中的供电电源可以是蓄电池，也可以是经过整流滤波后的交流电源，TR1和TR2是功率开关器件，D1和D2是续流二极管。电路的两个开关有不同的工作状态，作用在电动机绕组上的电压也不同。如图2所示，当两个开关都闭合时，绕组两端的电压为U，称为正压，供电电源通过TR1、TR2向绕组提供电流；如图3a、3b所示，当TR1(或TR2)闭合时，绕组两端的电压为0V，称为零压，绕组电流通过TR1、D1(或者TR2、D2)续流；如图4所示，当两个开关都断开时，绕组两端的电压为—U，称为反压，绕组电流通过D1、D2续流。

开关磁阻电动机的控制参数较多，如绕组电压、开通角、关断角等，根据控制参数的不同，开关磁阻电动机有3种基本控制模式，角度位置控制(APC-Angular Position Control)、电流斩波控制(CCC-CurrentChopping Control)与电压控制(VC-Voltage Control)。其中，APC是通过控制开通角和关断角对开关磁阻电动机进行控制。CCC是将检测到的绕组电流与某一给定电流上限值比较，当绕组电流达到设定值时关断开关使相绕组电流下降；当电流下降一定时间或者降至设定的电流下限值时，再导通开关使相绕组电流上升。VC是通过脉宽调制(PWM-Pulse-WidthModulation)方式调节绕组两端的平均电压，进而间接控制绕组电流。开关磁阻电动机运行时，使绕组电流出现在电感曲线的下降段可使电动机制动运行。电动机制动运行可以采用角度控制、电流斩波、电压斩波控制方式及其组合控制方式。

目前开关磁阻电动机制动运行的控制方式一种是采用正压、反压交替斩波，一种是采用正压、零压交替斩波。下面对这两种控制方式进行分析。如果不计开关磁阻电动机磁路饱和的影响，假定相绕组的电感L与电流i的大小无关，并且不考虑磁场边缘扩散效应，相绕组由恒定的直流电源U供电，当采用正压时，绕组电路方程为：

U=Ldidt+idLdθω+R·i---(1)]]>

当采用零压时，绕组电路方程为：

0=Ldidt+idLdθω+R·i---(2)]]>

当采用反压时，绕组电路方程为：