专利名称：开关磁阻伺服电动机输出转矩消脉动控制方法
技术领域：
本发明涉及开关磁阻伺服电动机输出转矩消脉动控制方法，尤其适用于各种相数、结构的开关磁阻伺服电动机。
背景技术：
由于开关磁阻电动机采用简单而坚固的无刷、无绕组、无永久磁体的转子结构，由单极性功率变换器供单方向电流激励，可做到磁路上各相相互独立和电路上各相相互独立，该系统具有较高的运行可靠性和容错能力。它的自然机械特性类同串励直流电动机，其低速力矩大。开关磁阻电动机可控参数多，在控制上容易实现电动与制动运行的转换，且每一步都可改变工作参数和工作状态，可频繁起动、制动；特别是与其他类型电动机相比，开关磁阻电动机转子惯量小、具有转矩惯量比大的优点，所以，其动态响应快。开关磁阻电动机系统作为伺服电动机系统具有广阔的产业化前景。但开关磁阻伺服电动机系统输出转矩的脉动性，限制了其伺服传动应用。当前国内外对开关磁阻电动机输出转矩脉动的研究，一是通过优化设计电机定子、转子极弧减小输出转矩脉动，但要以减小电机的输出转矩为代价。二是通过优化电机相电流波形减小输出转矩脉动，主要有(a)通过查询实测得出的不同转矩下相电流/转子位置曲线数据，获得期望电流波形，消减转矩脉动，但无法满足换相时电流切换率为无穷大的要求；(b)利用转矩分担系数得到每相转矩，由电机矩角特性得到期望电流波形，减小转矩脉动，但转矩分担函数准确建立较难；(c)通过“自学习”逐步建立开关磁阻电机模型，在线确定期望电流波形，减小转矩脉动，但在较少计算量下获得较精确电机模型难，模型不精确会影响消脉动效果；(d)通过对相绕组外注电流，产生转矩脉冲抵消常规供电原始转矩脉动，但其实现较困难。因此，探索实用的开关磁阻伺服电动机输出转矩消脉动控制方法是十分有意义的。
发明内容
鉴于已有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种实用性强，效果好的开关磁阻伺服电动机输出转矩消脉动控制方法。
本发明开关磁阻伺服电动机输出转矩消脉动控制方法，开关磁阻伺服电动机伺服运行过程中，启动时，在最小相电感位置开始对开关磁阻伺服电动机定子相绕组供电，在最大相电感位置停止对开关磁阻伺服电动机定子相绕组供电，固定相电流斩波限，对开关磁阻伺服电动机的相电流实施斩波；电动运行时，在最小相电感位置开始对开关磁阻伺服电动机定子相绕组供电，在最大相电感位置之前停止对开关磁阻伺服电动机定子相绕组供电，适时调整相电流斩波限，对开关磁阻伺服电动机的相电流实施斩波；制动减速运行时，在最大相电感位置开始对开关磁阻伺服电动机定子相绕组供电，在最小相电感位置之前停止对开关磁阻伺服电动机定子相绕组供电，固定相电流斩波限，对开关磁阻伺服电动机的相电流实施斩波，以此消减开关磁阻伺服电动机输出转矩脉动。
本发明一种开关磁阻伺服电动机输出转矩消脉动控制方法，适用于各种相数、结构的开关磁阻伺服电动机。采用在开关磁阻伺服电动机伺服运行过程中，对开关磁阻伺服电动机的相电流实施斩波，以此消减开关磁阻伺服电动机输出转矩脉动，其方法简单、系统可靠性高，计算量少、实时性强、性能价格比高、成本低，有较高的运行可靠性和容错能力，具有广泛的实用性。
四
图1是本发明实施例一A相最小相电感位置0°位置图；图2是本发明实施例一A相最大相电感位置22.5°位置图；图3是本发明实施例一A相17.5°位置图；图4是本发明实施例一A相40°位置图。
图5是本发明实施例二A相最小相电感位置0°位置图；图6是本发明实施例二A相最大相电感位置30°位置；图7是本发明实施例二A相23°位置；图8是本发明实施例二A相53°位置。
五具体实施例方式
下面将结合附图中的实施例对本发明作进一步的描述本发明开关磁阻伺服电动机输出转矩消脉动控制方法，在开关磁阻伺服电动机伺服运行过程中，对开关磁阻伺服电动机的相电流实施斩波，消减开关磁阻伺服电动机输出转矩脉动。
实施例一以三相12/8结构开关磁阻伺服电动机为例，图1、2、3和4所示，转子2伺服运行过程中，启动时，在最小相电感位置0°位置开始对开关磁阻伺服电动机定子1相绕组供电，在最大相电感位置22.5°位置停止对开关磁阻伺服电动机定子1相绕组供电，固定相电流斩波限，对开关磁阻伺服电动机的相电流实施斩波；电动运行时，在最小相电感位置0°位置开始对开关磁阻伺服电动机定子1相绕组供电，在最大相电感位置之前的17.5°停止对开关磁阻伺服电动机定子1相绕组供电，适时调整相电流斩波限，对开关磁阻伺服电动机的相电流实施斩波；制动减速运行时，在最大相电感位置22.5°位置开始对开关磁阻伺服电动机定子1相绕组供电，在最小相电感位置之前的40°位置停止对开关磁阻伺服电动机定子1相绕组供电，固定相电流斩波限，对开关磁阻伺服电动机的相电流实施斩波，可消减开关磁阻伺服电动机输出转矩脉动。
实施例二以四相8/6结构开关磁阻伺服电动机为例，图5、6、7和8所示，转子2伺服运行过程中，启动时，在最小相电感位置0°位置开始对开关磁阻伺服电动机定子1相绕组供电，在最大相电感位置30°位置停止对开关磁阻伺服电动机定子1相绕组供电，固定相电流斩波限，对开关磁阻伺服电动机的相电流实施斩波；电动运行时，在最小相电感位置0°位置开始对开关磁阻伺服电动机定子1相绕组供电，在最大相电感位置之前的23°停止对开关磁阻伺服电动机定子1相绕组供电，适时调整相电流斩波限，对开关磁阻伺服电动机的相电流实施斩波；制动减速运行时，在最大相电感位置30°位置开始对开关磁阻伺服电动机定子1相绕组供电，在最小相电感位置之前的53°位置停止对开关磁阻伺服电动机定子1相绕组供电，固定相电流斩波限，对开关磁阻伺服电动机的相电流实施斩波，可消减开关磁阻伺服电动机输出转矩脉动。
权利要求
1.开关磁阻伺服电动机输出转矩消脉动控制方法，其特征在于在开关磁阻伺服电动机伺服运行过程中，对开关磁阻伺服电动机的相电流实施斩波，消减开关磁阻伺服电动机输出转矩脉动，当开关磁阻伺服电动机启动时，在最小相电感位置开始对开关磁阻伺服电动机定子(1)相绕组供电，在最大相电感位置停止对开关磁阻伺服电动机定子(1)相绕组供电，固定相电流斩波限，对开关磁阻伺服电动机的相电流实施斩波；当开关磁阻伺服电动机电动运行时，在最小相电感位置开始对开关磁阻伺服电动机定子(1)相绕组供电，在最大相电感位置之前停止对开关磁阻伺服电动机定子(1)相绕组供电，适时调整相电流斩波限，对开关磁阻伺服电动机的相电流实施斩波；当开关磁阻伺服电动机制动减速运行时，在最大相电感位置开始对开关磁阻伺服电动机定子(1)相绕组供电，在最小相电感位置之前停止对开关磁阻伺服电动机定子(1)相绕组供电，固定相电流斩波限，对开关磁阻伺服电动机的相电流实施斩波。
全文摘要
一种开关磁阻伺服电动机输出转矩消脉动控制方法，适用于不同相数、结构的开关磁阻伺服电动机。当电动机启动时，在最小相电感位置开始对开关磁阻伺服电动机定子相绕组供电，在最大相电感位置停止对开关磁阻伺服电动机定子相绕组供电，固定相电流斩波限；电动运行时，在最小相电感位置开始对开关磁阻伺服电动机定子相绕组供电，在最大相电感位置之前停止对开关磁阻伺服电动机定子相绕组供电，适时调整相电流斩波限；制动减速运行时，在最大相电感位置开始对开关磁阻伺服电动机定子相绕组供电，在最小相电感位置之前停止对开关磁阻伺服电动机定子相绕组供电，固定相电流斩波限。其方法简单，成本低，系统可靠性高，具有广泛的实用性。
文档编号H02P6/08GK1758528SQ20051009489
公开日2006年4月12日 申请日期2005年10月11日 优先权日2005年10月11日
发明者陈昊 申请人:中国矿业大学