[发明专利]双凸极电机驱动系统的提前角度自适应控制方法和系统

说明书

本发明公开了双凸极电机驱动系统的提前角度自适应控制方法和系统。根据提前角区间内最大反馈电流与电流参考值的偏差来自适应调节下一个电周期的提前角度：当最大反馈电流小于电流参考值时，增大下一个电周期的提前角度；当最大反馈电流大于电流参考值时，减小下一个电周期的提前角度；提前角度的增量计算采用迭代算法，利用当前电周期的提前角度值，根据提前角区间内最大反馈电流与电流参考值的偏差，估算下一个电周期的提前角度值。本发明以增大输出转矩为目标，寻找到了一种方便快捷，且能够随工作条件自动调节的提前角度控制方法。

技术领域

本发明属于电机控制领域，特别涉及了双凸极电机驱动系统的提前角度自适应控制方法和系统。

背景技术

双凸极电机由于转子上无绕组，结构简单，可靠性高，具有高的功率密度等优点，在航空起动/发电系统、风力发电系统、电动汽车驱动系统等领域有着广阔的应用前景，受到了国内外学者的广泛关注和深入研究。

双凸极电机在中高速运行时，通常采用提前角度控制方式，通过提前开通和关断功率变换器中的功率管来增大电枢电流的有效值，从而提高电机的输出转矩。提前角度的取值对电机输出转矩有着重要的影响，提前角度过小或者过大都会造成输出转矩下降。然而，目前缺少方便快捷的提前角度选取方法，通常根据大量的仿真分析结果选取，该方法工作量大，耗时长，且一旦工作条件变化，则所选取的提前角度不再适用。

发明内容

为了解决上述背景技术提出的技术问题，本发明旨在提供双凸极电机驱动系统的提前角度自适应控制方法和系统，能够随工作条件自动调节提前角度，增大输出转矩。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：

一种双凸极电机驱动系统的提前角度自适应控制方法，根据提前角区间内最大反馈电流与电流参考值的偏差来自适应调节下一个电周期的提前角度：当最大反馈电流小于电流参考值时，增大下一个电周期的提前角度；当最大反馈电流大于电流参考值时，减小下一个电周期的提前角度；提前角度的增量计算采用迭代算法，利用当前电周期的提前角度值，根据提前角区间内最大反馈电流与电流参考值的偏差，估算下一个电周期的提前角度值。

进一步地，提前角度的增量随着最大反馈电流与电流参考值的偏差值的增大而增大、减小而减小。

进一步地，分别对每个换相周期提供不同的提前角度，根据当前所处的换相周期轮换使用不同的提前角度作为当前时刻提前角度的取值。

进一步地，具体步骤如下：

(1)检测三相电枢电流和电机转子位置；

(2)若转子位置处于提前角度区间内时，根据三相电枢电流计算提前角区间内反馈电流的最大值；

(3)若转子位置处于非提前角区间内，则根据转子位置所处的区间来选择待计算的自适应提前角度；若此时转子位置在[α+β,120°]内，则计算第1个换相区间所用的提前角度α₁；若转子位置在[120°+α+β,240°]内，则计算第2个换相区间的提前角度α₂；若转子位置在[240°+α+β,360°)内，则计算第3个换相区间的提前角度α₃；其中，α为自适应控制的提前角度，β为恒定的小角度值，α+β为逆变器下管开通或关断时相对标准换相点的提前角度；

(4)当步骤(3)计算值α_j处于预设的提前角度范围[0,α_max]时，则将步骤(3)的计算值α_j作为提前角度的取值，否则取邻近的临界值作为提前角度的取值；其中，α_max为预设的提前角度最大值，j＝1,2,3。

进一步地，在步骤(3)中，若mod(θ,120°)∈[α+β,120°)，则说明转子位置处于非提前角区间内，其中，θ为转子位置，mod()表示相除取余运算。