抑制旋振篩的車用SR電機轉(zhuǎn)矩脈動是當前重要研究熱點之一,本文利用直接轉(zhuǎn)矩控制策略來減小SR電機轉(zhuǎn)矩脈動。由于SR電機輸出總轉(zhuǎn)矩等于各相輸出轉(zhuǎn)矩之和,為了能夠更好的控制輸出轉(zhuǎn)矩,對SR電機各相繞組瞬時轉(zhuǎn)矩進行分配,使得換相時各相轉(zhuǎn)矩之和為恒定值,其控制策略主要包括轉(zhuǎn)矩分配控制器和相轉(zhuǎn)矩滯環(huán)控制兩部分組成。
(1)旋振篩的轉(zhuǎn)矩分配控制器設計
旋振篩的轉(zhuǎn)矩分配控制目的是為了合理地分配和調(diào)節(jié)SR電機各相繞組電流所對應的電磁轉(zhuǎn)矩分量,使得總的輸出轉(zhuǎn)矩值以較小的誤差跟蹤期望轉(zhuǎn)矩,此時,需要確定SR電機每相繞組的期望轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)子位置角的關(guān)系,即轉(zhuǎn)矩分配函數(shù)。常用的轉(zhuǎn)矩分配函數(shù)大致分為直線(或梯形)型和正弦(或余弦)函數(shù)型兩種,即SR電機各相轉(zhuǎn)矩在上升或下降邊緣根據(jù)分配函數(shù)所描述的軌跡增長或下降,使得換相期間合成轉(zhuǎn)矩為恒定值。
(2)旋振篩的相轉(zhuǎn)矩滯環(huán)控制
本文利用查表法計算瞬時輸出轉(zhuǎn)矩,由廠家提供的電流、轉(zhuǎn)子位置和電磁轉(zhuǎn)矩關(guān)系表,然后利用查表插值法得到任意位置上的各相瞬時輸出轉(zhuǎn)矩值。從的轉(zhuǎn)矩分配函數(shù)曲線可知,各相在建立勵磁電流和電磁轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生期間均需對電磁轉(zhuǎn)矩進行控制。為此,可通過三電平磁滯環(huán)控制,達到各相輸出轉(zhuǎn)矩以較小誤差跟蹤各相期望轉(zhuǎn)矩的目的,Sm表示開關(guān)狀態(tài)。當SR電機各相需求轉(zhuǎn)矩大于實際相輸出轉(zhuǎn)矩時,可讓功率變換器件工作于狀態(tài)1,以便轉(zhuǎn)子改變位置角度和輸出轉(zhuǎn)矩;當實際相輸出轉(zhuǎn)矩增加到大于相需求轉(zhuǎn)矩時,使功率變換器件工作于狀態(tài)0,以便減小相輸出轉(zhuǎn)矩。但是,由于相輸出轉(zhuǎn)矩正比于相電感變化率和相電流二次方值,而相電流的減小使磁路飽和程度降低,導致電感變化率增加。
因此,當旋振篩設備的相電流減小后,只有相電感的變化率增加小于相電流減小的二次方時,相輸出轉(zhuǎn)矩才會減??;而當相電感的變化率增加大于電流減小的二次方時,相輸出轉(zhuǎn)矩會增加。當實際相輸出轉(zhuǎn)矩再增加到大于相需求轉(zhuǎn)矩時,使功率變換器件工作于狀態(tài),以便減小相輸出轉(zhuǎn)矩,此狀態(tài)一直延續(xù)到實際相輸出轉(zhuǎn)矩重新小于相需求轉(zhuǎn)矩為止。直接轉(zhuǎn)矩控制方法將任意時刻總的輸出轉(zhuǎn)矩作為控制對象,在確定的導通角內(nèi),根據(jù)參考轉(zhuǎn)矩和反饋轉(zhuǎn)矩偏差的滯環(huán)控制,改變功率變換器件工作狀態(tài),實現(xiàn)導通相的開通、關(guān)斷和續(xù)流控制,從而控制各相轉(zhuǎn)矩的變化及其總的合成轉(zhuǎn)矩,其中相鄰兩相轉(zhuǎn)矩的分配是由下一相優(yōu)先導通的原則來確定的,可實現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的順利過渡,有效地抑制了車用SR電機的轉(zhuǎn)矩脈動,提升車用SR電機驅(qū)動性能。
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