[发明专利]一种盘式开关磁阻电机的控制方法

说明书

本发明公开了一种盘式开关磁阻电机的控制方法，包括建立非线性转矩控制模型、建立多变量静态神经网络控制器模型、建立反馈控制系统、神经网络驱动控制；本发明通过对轴向磁场盘式开关磁阻电机实测数据分析，描述了电机转速、电流、开通角及关断角对输出转矩的影响，认为开通角及关断角需要根据电流、转速及转矩等参数进行动态调节，建立了静态多变量神经网络控制器模型，设计了神经网络控制器的训练方法，给出了基于最小二乘法的变步长寻优方法，用于快速获取最优的神经网络在线训练数据，从而实现了基于电流最优的轴向磁场盘式开关磁阻电机控制系统，并将神经网络控制器与PID调节器相结合，使整体系统具有动态调节能力。

技术领域

本发明涉及一种盘式开关磁阻电机的控制方法。

背景技术

普通径向磁场开关磁阻电机具有以下特点：定、转子为双凸极结构，转子上即无绕组又无永磁体，结构简单、坚固，特别适合于高速、高温、振动等恶劣环境；各相绕组独立工作，可以缺相运行，容错能力强；功率变换器的开关元件与绕组串联，无上下桥臂直通短路的危险，驱动简单，可靠性高；启动电流小，起动转矩大，适用于要求频繁起动的场合；可控参数多，控制灵活，调速性能好，具有宽广的调速范围和高效率范围。

将开关磁阻电机与轴向磁场盘式结构相结合，形成轴向磁场盘式开关磁阻电机，具有开关磁阻电机和轴向磁场盘式电机的综合优势，从结构上看，径向磁场开关磁阻电机为双凸极结构，而轴向磁场盘式开关磁阻电机为双平面结构，这种结构上的差异将导致两类电机在数学模型、控制策略等多方面存在差异。轴向磁场开关磁阻电机依靠定、转子齿之间的磁拉力产生切向力，从而使电机旋转，但同时产生轴向电磁力，使定、转子盘之间产生很大的吸引力，极大增加了轴承承担的轴向力。为此，现有技术中设计了3/2极双定子盘式开关磁阻电机，如图1所示，中间为转子盘2，两侧为定子盘1，有效地解决了磁拉力使气隙改变的问题。作者研究了电机的直径、绕组匝数、径向长度、极弧角等对输出转矩的影响，并给出了电感的计算方法。研究表明，轴向磁场开关磁阻电机的输出转矩与传统的径向磁场电机有相似性。

轴向磁场盘式开关磁阻电机具有开关磁阻电机和轴向磁场盘式电机的综合优势，因而具有功率密度高、转矩大、结构紧凑等优点。