抑制旋振篩的車用SR電機轉矩脈動是當前重要研究熱點之一,本文利用直接轉矩控制策略來減小SR電機轉矩脈動。由于SR電機輸出總轉矩等于各相輸出轉矩之和,為了能夠更好的控制輸出轉矩,對SR電機各相繞組瞬時轉矩進行分配,使得換相時各相轉矩之和為恒定值,其控制策略主要包括轉矩分配控制器和相轉矩滯環控制兩部分組成。
(1)旋振篩的轉矩分配控制器設計
旋振篩的轉矩分配控制目的是為了合理地分配和調節SR電機各相繞組電流所對應的電磁轉矩分量,使得總的輸出轉矩值以較小的誤差跟蹤期望轉矩,此時,需要確定SR電機每相繞組的期望轉矩和轉子位置角的關系,即轉矩分配函數。常用的轉矩分配函數大致分為直線(或梯形)型和正弦(或余弦)函數型兩種,即SR電機各相轉矩在上升或下降邊緣根據分配函數所描述的軌跡增長或下降,使得換相期間合成轉矩為恒定值。
(2)旋振篩的相轉矩滯環控制
本文利用查表法計算瞬時輸出轉矩,由廠家提供的電流、轉子位置和電磁轉矩關系表,然后利用查表插值法得到任意位置上的各相瞬時輸出轉矩值。從的轉矩分配函數曲線可知,各相在建立勵磁電流和電磁轉矩產生期間均需對電磁轉矩進行控制。為此,可通過三電平磁滯環控制,達到各相輸出轉矩以較小誤差跟蹤各相期望轉矩的目的,Sm表示開關狀態。當SR電機各相需求轉矩大于實際相輸出轉矩時,可讓功率變換器件工作于狀態1,以便轉子改變位置角度和輸出轉矩;當實際相輸出轉矩增加到大于相需求轉矩時,使功率變換器件工作于狀態0,以便減小相輸出轉矩。但是,由于相輸出轉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,相輸出轉矩才會減小;而當相電感的變化率增加大于電流減小的二次方時,相輸出轉矩會增加。當實際相輸出轉矩再增加到大于相需求轉矩時,使功率變換器件工作于狀態,以便減小相輸出轉矩,此狀態一直延續到實際相輸出轉矩重新小于相需求轉矩為止。直接轉矩控制方法將任意時刻總的輸出轉矩作為控制對象,在確定的導通角內,根據參考轉矩和反饋轉矩偏差的滯環控制,改變功率變換器件工作狀態,實現導通相的開通、關斷和續流控制,從而控制各相轉矩的變化及其總的合成轉矩,其中相鄰兩相轉矩的分配是由下一相優先導通的原則來確定的,可實現轉矩的順利過渡,有效地抑制了車用SR電機的轉矩脈動,提升車用SR電機驅動性能。
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