输器U6的端口X相连接，运算放大器U2的输出端口 0分别与电阻R3的另一端和 电阻R5的一端相连接，电阻R5的另一端分别与运算放大器U3的反相输入端口-和电容Ci的一 端相连接，运算放大器U3的同相输入端口 +接地，电流传输器U4的端口y接地，电流传输器U4 的端口X通过电阻Rd与电流传输器U5的端口X相连接，电流传输器U6的端口z接地，将输入端 口A和输入端口B之间的电路模型等效为电阻Rs与电机的可变电感L的串联，构建成开关磁 阻电机相绕组等效模拟器，电阻Rs模拟开关磁阻电机相绕组电阻，可变电感L模拟开关磁阻 电机相绕组电感，开关磁阻电机相绕组电感是电机转子位置和相电流的函数，得到开关磁 阻电机等效模型，由开关磁阻电机等效模型模拟机电能量转换开关磁阻电机可变电感L值 与电机相电流瞬时值i和电机转子位置值Θ函数关系：
[0016](1)将运算放大器U3的输出端口0分别与电容Ci的另一端和乘法器U7-AD633的xl端口相连接，电流传输器U5的端口y与乘法器U7-AD633的w端口相连接，乘法器U7-AD633的 x2端口接地，乘法器U7-AD633的y2端口接地，电阻R6的一端和乘法器U7-AD633的w端口相连 接，电阻R6的另一端和乘法器U7-AD633的z端口相连接，电阻R7的一端和乘法器U7-AD633的 z端口相连接，电阻R7的另一端接地，电感倒数模块的输出端0与乘法器U7-AD633的y1端口 相连接，电感倒数模块的输出电压值是vy，电感倒数模块的输入是电机相电流瞬时值i和电 机转子位置值Θ;
[0017] ⑵电感倒数模块的可变电感L值可以表示为：
[0019]式中，則，1?3，1?5，1?6，1?7，1?(1为相应的电阻值，(^为相应的电容值。电压值^是电机 相电流瞬时值i和转子位置值Θ的函数。
[0020] 将输入端口A和输入端口B之间的电路模型等效为电阻Rs与电机的可变电感L的串 联，构建成开关磁阻电机相绕组等效模拟器，电阻Rs模拟开关磁阻电机相绕组电阻，可变电 感L模拟开关磁阻电机相绕组电感，开关磁阻电机相绕组电感是电机转子位置和相电流的 函数，得到开关磁阻电机等效模型。
[0021] 所述电感倒数模块由数字处理芯片、模拟/数字转换器ADC、数字/模拟转换器DAC 构成，模拟/数字转换器ADC的输入是电机相电流瞬时值i和电机转子位置值Θ，模拟/数字转 换器ADC的输出端与数字处理芯片的输入端相连接，数字处理芯片的输出端与数字/模拟转 换器DAC的输入端相连接，数字/模拟转换器DAC的输出是电压值vy。
[0022] 图2为本发明的开关磁阻电机相绕组模拟器模拟的开关磁阻电机相电压UA'、相电 流iA'和磁链Φα'波形。如图2可见，所建立的开关磁阻电机相绕组模拟器，能模拟机电能量转 换开关磁阻电机可变电感L值与电机相电流瞬时值i和电机转子位置值Θ函数关系，实现开 关磁阻电机系统电路仿真、实时仿真与实时控制，计算快、精确高、不占用存储空间，解决了 开关磁阻电机系统仿真模拟成本与实时性之间的矛盾，会使开关磁阻电机系统输出转矩消 脉动、无位置传感器控制精确高。
【主权项】
1. 一种机电能量转换开关磁阻电机模拟方法，包括采用开关磁阻电机相绕组模拟器， 开关磁阻电机相绕组模拟器包括三只运算放大器U1、U2和U3、三只电流传输器U4、U5和U6、 电感倒数模块、一只乘法器U7-AD633、九只电阻1?1、1?2、1?、1?4、1?5、1?6、1?7、1^、1^和一只电容 C1，输入端口为A和B;输入端口 A通过电阻Rs分别与运算放大器Ul的同相输入端口 +和电流传 输器U4的端口 z相连接，输入端口 B分别与电流传输器U5的端口 z和电流传输器U6的端口 y相 连接，运算放大器Ul的输出端口 O分别与运算放大器Ul的反相输入端口-和电阻心的一端相 连，电阻R1的另一端分别与运算放大器U2的反相输入端口-和电阻R 3的一端相连接，运算放 大器U2的同相输入端口 +分别与电阻R2和电阻R4的一端相连接，电阻R4的另一端接地，电阻 R2的另一端与电流传输器U6的端口 X相连接，运算放大器U2的输出端口 O分别与电阻R3的另 一端和电阻R5的一端相连接，电阻R5的另一端分别与运算放大器U3的反相输入端口-和电容 C1的一端相连接，运算放大器U3的同相输入端口 +接地，电流传输器U4的端口 y接地，电流传 输器U4的端口 X通过电阻Rd与电流传输器U5的端口 X相连接，电流传输器U6的端口 z接地，其 特征在于： 将运算放大器U3的输出端口 O分别与电容Ci的另一端和乘法器U7-AD633的1!端口相连 接，将电流传输器U5的端口 y与乘法器U7-AD633的w端□相连接，乘法器U7-AD633的X2端口 接地，乘法器U7-AD633的y 2端口接地，将电阻R6的一端与乘法器U7-AD633的w端口相连接， 电阻R6的另一端与乘法器U7-AD633的z端口相连接，电阻R 7的一端和乘法器U7-AD633的z端 口相连接，电阻R7的另一端接地，将电感倒数模块的输出端O与乘法器U7-AD633的 71端口相 连接，电感倒数模块的输出电压值为Vy，电感倒数模块的输入为电机相电流瞬时值i和电机 转子位置值Θ ;由开关磁阻电机等效模型模拟机电能量转换开关磁阻电机可变电感L值与电 机相电流瞬时值i和电机转子位置值Θ函数关系，电感倒数模块的可变电感L值由下式得出：式中：1?1、1?3、1?5、1?6、1?7、1?(1为电阻值，(^为电容值，￥7为电压值，电压值￥7为电机相电流 瞬时值i和转子位置值Θ的函数； 将输入端口 A和输入端口 B之间的电路模型等效为电阻Rs与电机的可变电感L的串联， 构建成开关磁阻电机相绕组等效模拟器，电阻Rs模拟开关磁阻电机相绕组电阻，可变电感L 模拟开关磁阻电机相绕组电感，开关磁阻电机相绕组电感是电机转子位置和相电流的函 数，得到开关磁阻电机等效模型。2. 根据权利要求1所述的机电能量转换开关磁阻电机模拟方法，其特征在于:所述的电 感倒数模块由数字处理芯片、模拟/数字转换器ADC、数字/模拟转换器DAC构成，模拟/数字 转换器ADC的输入为电机相电流瞬时值i和电机转子位置值Θ，模拟/数字转换器ADC的输出 端连接数字处理芯片的输入端相，数字处理芯片的输出端连接数字/模拟转换器DAC的输入 端相，数字/模拟转换器DAC的输出为电压值vy。
【专利摘要】一种机电能量转换开关磁阻电机模拟方法，适用于各种相数开关磁阻电机。采用三只运算放大器、三只电流传输器、数字处理芯片与模拟/数字转换器和数字/模拟转换器构成的电感倒数模块、一只乘法器、九只电阻、一只电容、构成开关磁阻电机相绕组模拟器。该电路模拟方法简单、能实现开关磁阻电机系统电路仿真、实时仿真与实时控制，计算快、精确高、不占用存储空间，为开关磁阻电机系统输出转矩消脉动、无位置传感器控制打下了基础，具有重要的理论价值和广阔的应用前景。
【IPC分类】H02P6/34
【公开号】CN105450108
【申请号】CN201510802148
【发明人】陈昊, 梁燕
【申请人】中国矿业大学
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年11月19日