[发明专利]开关磁阻电机直接瞬时电流控制方法及控制器

说明书

本发明涉及开关磁阻电机直接瞬时电流控制方法及控制器，包括以下步骤：获取速度闭环控制器单元所输出的电流给定值，获取电机运行时不同的转子位置和速度来确定电机每相的电流参考值，通过电机换向区间采用余弦变换的电流分配方法和单相导通区间采用的模糊逻辑规则的电流斩波控制方法，根据电机实际的电流转矩模型，实时对总的电流给定值和每相电流给定值进行补偿，来降低电机参数的非线性对系统造成的影响，将传统的电流斩波控制和脉宽调制通过模糊逻辑控制规则结合起来，克服电流斩波控制器开关频率不固定、对器件的开关频率要求较高的缺点，进而实现对电机输出转矩脉动的抑制。上述的方法简单，使用方便，系统动态响应速度快的优点。

技术领域

本发明涉及电机控制领域，具体为开关磁阻电机直接瞬时电流控制方法及控制器。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

开关磁阻电机在启动和低速运行时常采用电流斩波控制或称为电流滞环控制。传统的电流斩波控制方式在预置的电流误差宽度较小时，对电力电子器件的开关频率要求较高。如果电流斩波电力电子器件开关频率设置的较低，实际电流与参考电流误差就较大，会造成实际电流围绕参考电流上下波动较大，难以达到理想的控制精度。

而传统的电流参考值一般通过速度环比例积分或者转矩电流分配函数的方式来获得，转矩电流逆模型需要通过有限元仿真的方法来获得，同时由于电机参数的非线性，致使电流参考数值难以达到精准控制，尤其在系统低速时电机换向的区间更难以达到精准控制。

发明内容

为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供开关磁阻电机直接瞬时电流控制方法及控制器，基于电流分配函数的开关磁阻电机直接瞬时电流控制方法，通过电机换向区间采用余弦变换的电流分配和单相导通区间采用的模糊逻辑规则的电流斩波控制来实现对电流的精确控制，进而实现对电机输出转矩脉动的抑制。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一个方面提供开关磁阻电机直接瞬时电流控制方法，包括以下步骤：

步骤一：获得转子位置信号，计算电机转速，通过速度环闭环控制，形成瞬时电流给定值；

步骤二：获取电流实际值，根据步骤一获得的转子位置信号形成电流补偿，修正步骤一中的瞬时电流给定值；

步骤三：通过步骤一获得转子位置信号，判断转子位置是否在J-1相θ_off关断角和第J相的θ_on开通角之间；如果否跳转到步骤四；如果是判断为两相的重叠区θ_ov位置，跳转到步骤五；

步骤四：根据步骤二中的瞬时电流给定值，对导通相电流赋值，跳转至步骤七；

步骤五：根据步骤二中的瞬时电流给定值，对导通的两相电流赋值，跳转至步骤六；

步骤六：根据转子位置关系确定电流分配函数，跳转至步骤七；

步骤七：根据设定的电流参考值与电机电流实际值构成电流误差，定义电流误差的隶属度函数和负载变化率隶属度函数，构建模糊逻辑规则，形成占空比调制系数的隶属度函数；

步骤八：根据步骤七模糊逻辑规则控制功率器件的导通和关断，实现电机电流的控制。

本发明的第二个方面提供实现上述方法的控制器，包括连接在一起的控制器硬件电路、速度闭环控制单元、电流分配函数单元、电流斩波控制单元、开关磁阻电机及位置检测模块。

与现有技术相比，以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：

1、将传统的电流斩波控制和脉宽调制通过模糊逻辑控制规则结合起来，克服电流斩波控制器开关频率不固定、对器件的开关频率要求较高的缺点。