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专利号: 2018113594186
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种开关磁阻电机宽转速范围混合调速控制方法,调速控制系统主要由转速调节器、电流斩波控制器、电压PWM控制器、角度位置控制器、比较选择器①、比较选择器②、周期占空比计算环节以及三个常数寄存器Critical_Speed、Up_Duty、Down_Duty组成,其特征在于:转速调节器对电流斩波控制器的电流斩波限值iref、电压PWM控制器的PWM占空比D以及角度位置控制器的开通角θon和关断角θoff进行调节,周期占空比计算环节对电流斩波信号一个电气周期的占空比进行计算,常数寄存器Up_Duty的值大于常数寄存器Down_Duty的值,将开关磁阻电机实际转速值n同常数寄存器Critical_Speed的值进行比较,比较选择器①根据比较结果对电流斩波控制器和电压PWM控制器进行选择;电压PWM控制器的PWM占空比D同常数寄存器Up_Duty的值、常数寄存器Down_Duty的值进行比较,比较控制器②根据比较结果对电压PWM控制器和角度位置控制器进行选择:开关磁阻电机加速时,当电机的实际转速值n小于常数寄存器Critical_Speed的值,比较选择器①选择电流斩波控制器,转速调节器通过提高电流斩波限值iref增大电机转速;当电机的实际转速值n开始大于常数寄存器Critical_Speed的值,比较寄存器①选择电压PWM控制器;采用一个滞环环节以防止由于转速的波动而造成控制方式的频繁切换;周期占空比计算环节计算切换时刻电流斩波信号一个电气周期的占空比,作为电压PWM控制器的初始占空比,并且采用逐相切换策略依次更新每相的占空比,以保证两种控制方式切换的平滑性和稳定性,其中逐相切换策略具体为:首先,切换时刻电流斩波信号一个电气周期的占空比作为A相的PWM信号占空比,A相切换为PWM控制,B相、C相仍保持为电流斩波控制;然后,转速调节器根据此时转速误差输出更新的电压PWM控制器占空比,作为A相、B相的PWM信号占空比,A相、B相切换为PWM控制,C相仍保持为电流斩波控制;转速调节器根据此时转速误差再次输出更新的电压PWM控制器占空比,作为A相、B相、C相的PWM信号占空比,A相、B相、C相电流全部切换为PWM控制,完成电流斩波控制器到电压PWM控制器的切换;电机此时工作在电压PWM控制方式,转速调节器通过提高PWM信号的占空比增大电机转速;

开关磁阻电机继续加速,当电压PWM控制器的占空比D大于常数寄存器Down_Duty的值,小于常数寄存器Up_Duty的值,比较选择器②继续选择电压PWM控制器;当电压PWM控制器的占空比D开始大于常数寄存器Up_Duty的值,比较选择器②选择角度位置控制器,转速调节器通过前移开通角θon提高转速,降低电压PWM控制器的占空比D;当电机高速运行时,反电动势较大,开通角θon前移至极限值,电压PWM控制器的占空比D仍大于常数寄存器Up_Duty的值,比较选择器②始终选择角度位置控制器;

开关磁阻电机减速时,当电压PWM控制器的占空比D小于常数寄存器Up_Duty的值,但大于常数寄存器Down_Duty的值,比较寄存器②选择电压PWM控制器,转速调节器降低PWM信号占空比降低电机转速;当PWM信号占空比小于常数寄存器Down_Duty的值,比较寄存器②选择角度位置控制器,转速调节器后移开通角θon降低转速,提高电压PWM控制器的占空比D;当开通角θon后移至极限值,比较寄存器②始终选择电压PWM控制器;

开关磁阻电机继续减速,当电机的实际转速n小于常数寄存器Critical_Speed的值,比较寄存器①选择电流斩波控制器,转速调节器降低电流斩波限值iref降低电机转速;

开关磁阻电机匀速运行时,比较选择器①或比较选择器②选择进入匀速运行阶段前一时刻的控制器,并保持不变,转速调节器通过调节电流斩波限值iref或PWM信号占空比维持转速恒定。