專利名稱：開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩消脈動(dòng)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩消脈動(dòng)控制方法，尤其適用于各種相數(shù)、結(jié)構(gòu)的開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
由于開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)采用簡單而堅(jiān)固的無刷、無繞組、無永久磁體的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，由單極性功率變換器供單方向電流激勵(lì)，可做到磁路上各相相互獨(dú)立和電路上各相相互獨(dú)立，該系統(tǒng)具有較高的運(yùn)行可靠性和容錯(cuò)能力。它的自然機(jī)械特性類同串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，其低速力矩大。開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)可控參數(shù)多，在控制上容易實(shí)現(xiàn)電動(dòng)與制動(dòng)運(yùn)行的轉(zhuǎn)換，且每一步都可改變工作參數(shù)和工作狀態(tài)，可頻繁起動(dòng)、制動(dòng)；特別是與其他類型電動(dòng)機(jī)相比，開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子慣量小、具有轉(zhuǎn)矩慣量比大的優(yōu)點(diǎn)，所以，其動(dòng)態(tài)響應(yīng)快。開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)作為伺服電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)具有廣闊的產(chǎn)業(yè)化前景。但開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)輸出轉(zhuǎn)矩的脈動(dòng)性，限制了其伺服傳動(dòng)應(yīng)用。當(dāng)前國內(nèi)外對開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的研究，一是通過優(yōu)化設(shè)計(jì)電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子極弧減小輸出轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，但要以減小電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩為代價(jià)。二是通過優(yōu)化電機(jī)相電流波形減小輸出轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，主要有(a)通過查詢實(shí)測得出的不同轉(zhuǎn)矩下相電流/轉(zhuǎn)子位置曲線數(shù)據(jù)，獲得期望電流波形，消減轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，但無法滿足換相時(shí)電流切換率為無窮大的要求；(b)利用轉(zhuǎn)矩分擔(dān)系數(shù)得到每相轉(zhuǎn)矩，由電機(jī)矩角特性得到期望電流波形，減小轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，但轉(zhuǎn)矩分擔(dān)函數(shù)準(zhǔn)確建立較難；(c)通過“自學(xué)習(xí)”逐步建立開關(guān)磁阻電機(jī)模型，在線確定期望電流波形，減小轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，但在較少計(jì)算量下獲得較精確電機(jī)模型難，模型不精確會影響消脈動(dòng)效果；(d)通過對相繞組外注電流，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩脈沖抵消常規(guī)供電原始轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，但其實(shí)現(xiàn)較困難。因此，探索實(shí)用的開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩消脈動(dòng)控制方法是十分有意義的。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于已有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種實(shí)用性強(qiáng)，效果好的開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩消脈動(dòng)控制方法。
本發(fā)明開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩消脈動(dòng)控制方法，開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)伺服運(yùn)行過程中，啟動(dòng)時(shí)，在最小相電感位置開始對開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)定子相繞組供電，在最大相電感位置停止對開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)定子相繞組供電，固定相電流斬波限，對開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)的相電流實(shí)施斬波；電動(dòng)運(yùn)行時(shí)，在最小相電感位置開始對開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)定子相繞組供電，在最大相電感位置之前停止對開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)定子相繞組供電，適時(shí)調(diào)整相電流斬波限，對開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)的相電流實(shí)施斬波；制動(dòng)減速運(yùn)行時(shí)，在最大相電感位置開始對開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)定子相繞組供電，在最小相電感位置之前停止對開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)定子相繞組供電，固定相電流斬波限，對開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)的相電流實(shí)施斬波，以此消減開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。
本發(fā)明一種開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩消脈動(dòng)控制方法，適用于各種相數(shù)、結(jié)構(gòu)的開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)。采用在開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)伺服運(yùn)行過程中，對開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)的相電流實(shí)施斬波，以此消減開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，其方法簡單、系統(tǒng)可靠性高，計(jì)算量少、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、性能價(jià)格比高、成本低，有較高的運(yùn)行可靠性和容錯(cuò)能力，具有廣泛的實(shí)用性。
四

圖1是本發(fā)明實(shí)施例一A相最小相電感位置0°位置圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例一A相最大相電感位置22.5°位置圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例一A相17.5°位置圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例一A相40°位置圖。
圖5是本發(fā)明實(shí)施例二A相最小相電感位置0°位置圖；圖6是本發(fā)明實(shí)施例二A相最大相電感位置30°位置；圖7是本發(fā)明實(shí)施例二A相23°位置；圖8是本發(fā)明實(shí)施例二A相53°位置。
五具體實(shí)施例方式
下面將結(jié)合附圖中的實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述本發(fā)明開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩消脈動(dòng)控制方法，在開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)伺服運(yùn)行過程中，對開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)的相電流實(shí)施斬波，消減開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。
實(shí)施例一以三相12/8結(jié)構(gòu)開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)為例，圖1、2、3和4所示，轉(zhuǎn)子2伺服運(yùn)行過程中，啟動(dòng)時(shí)，在最小相電感位置0°位置開始對開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)定子1相繞組供電，在最大相電感位置22.5°位置停止對開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)定子1相繞組供電，固定相電流斬波限，對開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)的相電流實(shí)施斬波；電動(dòng)運(yùn)行時(shí)，在最小相電感位置0°位置開始對開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)定子1相繞組供電，在最大相電感位置之前的17.5°停止對開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)定子1相繞組供電，適時(shí)調(diào)整相電流斬波限，對開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)的相電流實(shí)施斬波；制動(dòng)減速運(yùn)行時(shí)，在最大相電感位置22.5°位置開始對開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)定子1相繞組供電，在最小相電感位置之前的40°位置停止對開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)定子1相繞組供電，固定相電流斬波限，對開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)的相電流實(shí)施斬波，可消減開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。
實(shí)施例二以四相8/6結(jié)構(gòu)開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)為例，圖5、6、7和8所示，轉(zhuǎn)子2伺服運(yùn)行過程中，啟動(dòng)時(shí)，在最小相電感位置0°位置開始對開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)定子1相繞組供電，在最大相電感位置30°位置停止對開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)定子1相繞組供電，固定相電流斬波限，對開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)的相電流實(shí)施斬波；電動(dòng)運(yùn)行時(shí)，在最小相電感位置0°位置開始對開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)定子1相繞組供電，在最大相電感位置之前的23°停止對開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)定子1相繞組供電，適時(shí)調(diào)整相電流斬波限，對開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)的相電流實(shí)施斬波；制動(dòng)減速運(yùn)行時(shí)，在最大相電感位置30°位置開始對開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)定子1相繞組供電，在最小相電感位置之前的53°位置停止對開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)定子1相繞組供電，固定相電流斬波限，對開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)的相電流實(shí)施斬波，可消減開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。
權(quán)利要求
1.開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩消脈動(dòng)控制方法，其特征在于在開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)伺服運(yùn)行過程中，對開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)的相電流實(shí)施斬波，消減開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，當(dāng)開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，在最小相電感位置開始對開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)定子(1)相繞組供電，在最大相電感位置停止對開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)定子(1)相繞組供電，固定相電流斬波限，對開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)的相電流實(shí)施斬波；當(dāng)開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)電動(dòng)運(yùn)行時(shí)，在最小相電感位置開始對開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)定子(1)相繞組供電，在最大相電感位置之前停止對開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)定子(1)相繞組供電，適時(shí)調(diào)整相電流斬波限，對開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)的相電流實(shí)施斬波；當(dāng)開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)制動(dòng)減速運(yùn)行時(shí)，在最大相電感位置開始對開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)定子(1)相繞組供電，在最小相電感位置之前停止對開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)定子(1)相繞組供電，固定相電流斬波限，對開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)的相電流實(shí)施斬波。
全文摘要
一種開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩消脈動(dòng)控制方法，適用于不同相數(shù)、結(jié)構(gòu)的開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，在最小相電感位置開始對開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)定子相繞組供電，在最大相電感位置停止對開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)定子相繞組供電，固定相電流斬波限；電動(dòng)運(yùn)行時(shí)，在最小相電感位置開始對開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)定子相繞組供電，在最大相電感位置之前停止對開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)定子相繞組供電，適時(shí)調(diào)整相電流斬波限；制動(dòng)減速運(yùn)行時(shí)，在最大相電感位置開始對開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)定子相繞組供電，在最小相電感位置之前停止對開關(guān)磁阻伺服電動(dòng)機(jī)定子相繞組供電，固定相電流斬波限。其方法簡單，成本低，系統(tǒng)可靠性高，具有廣泛的實(shí)用性。
文檔編號H02P6/08GK1758528SQ20051009489
公開日2006年4月12日 申請日期2005年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月11日
發(fā)明者陳昊 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)