[发明专利]改进的开关磁阻电机电流采样方法

说明书

本发明公开了一种改进的开关磁阻电机电流采样方法，此方法可以克服传统电流采样方法的一拍延时问题，提高SRM反馈电流的精确度，从而提高SRM电流跟踪性能来提高控制实施的精准度，进而减小SRM转矩脉动。有益效果体现在：(1)本文提出的改进的开关磁阻电机电流采样方法在电机基速及以下范围内能有效抑制传统电流采样的一拍控制延问题；(2)本文提出的改进的开关磁阻电机电流采样方法在电机基速及以下范围内明显提高电机实际电流跟踪参考电流能力；(3)在对电机实际电流跟踪参考电流性能同样要求下，本文提出的改进的开关磁阻电机电流采样方法在电机基速及以下范围内可以大幅减低开关频率，减小开关管损耗，延长开关管寿命。

技术领域

本发明属于电气工程领域的开关磁阻电机电流采样技术，具体涉及一种改进的开关磁阻电机电流采样方法。

技术背景

开关磁阻电机(switched reluctance motor,SRM)结构简单坚固，工作可靠，效率高，由其构成的开关磁阻电动机驱动系统与传统交直流调速系统相比，具有许多优点，如：起动转矩大，调速范围宽，控制灵活，可方便实现四象限运行，具有较强的再生制动能力，在宽广的转速和功率范围内都具有高效率，有利于节能降耗；可工作于极高转速；可缺相运行，容错能力强等。目前，包括开关磁阻电机控制技术在内的各种开关磁阻电机技术已经受到了各国政策的大力支持。

虽然开关磁阻电机具有良好的发展前景，但是由于其的双凸极结构，及磁场非线性原因，转矩脉动较大，震动、噪音问题突出。为了减小转矩脉动，目前已有很多方法，比如基于电流波形的控制方法、反馈线性化解耦控制、直接转矩控制、基于迭代学习的控制、基于模糊和神经网络的控制、转矩分配函数控制、基于滑膜观测器控制等等。在这些控制方法中。无论是通过塑造电流波形形态。还是转矩或磁链波形形态，进而达到平滑转矩的目的，反馈电流都是控制中的重要参数之一。而反馈电流的精确度将直接影响控制实施的精准度。

而在大功率SRM电驱系统应用中，多以数字控制为主，通过采用DSP作为控制器，而开关器件的最大开关频率受到开关器件本身电驱系统功率、可靠性等综合因素掣肘而被限制，因此SRM电驱系统也面临一个挑战，即在有限的开关频率下，通过精确控制，提高电机的整体输出性能。实现电机精确控制非常重要的前提是有精确的反馈电流，而反馈电流误差主要是由采样延时引起的，一般SRM电驱系统控制中，电流采样有一拍延时。

发明内容

鉴于已有技术存在的缺点，本发明的目的是提供一种改进的开关磁阻电机电流采样方法，此方法可以克服传统电流采样方法的一拍延时问题，提高SRM反馈电流的精确度，从而提高SRM电流跟踪性能来提高控制实施的精准度，进而减小SRM转矩脉动。

为了实现上述目标，本发明的技术方案为：一种改进的开关磁阻电机电流采样方法，该方法包括如下步骤：

步骤1，通过电流传感器采样得到当前k载波周期内采样点M处的采样电流，并记为i_M，记录当前k载波周期内PWM通道输出的占空比τ_k和电机驱动状态D_k，其中PWM通道用于驱动开关磁阻电机，所述电机驱动状态D_k包括以下三种：

D_k＝1，表示当前k载波周期电机驱动状态为励磁状态；

D_k＝0，表示当前k载波周期电机驱动状态为零电压续流；

D_k＝-1，表示当前k载波周期电机驱动状态为退磁状态；

步骤2，根据前三个载波周期得到的数据，计算得到开关磁阻电机绕组励磁时电流变化斜率A₁和零电压续流时电流变化斜率A₀，具体计算公式如下：