【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種基于同步磁阻電機的控制方法及控制系統，屬于電力拖動自動控制領域。
技術介紹
1、隨著各種工業領域的蓬勃興起與高速發展，人們對電機的依賴程度越來越高，要求也日漸豐富。在時代發展的浪潮中，傳統電機的更新換代也漸漸成為不少企業家為了追逐產業高質量發展而不得不考慮的因素之一。在一些應用環境相對惡劣的場合，電機的可靠性與控制的穩定性直接決定了生產進度，與企業利益直接掛鉤。同步磁阻電機是一款結構簡單、成本低廉的電機，該種類電機轉子無繞組無永磁體，從電機結構及運行原理上避免了某些高溫等惡劣應用場合下電機去磁的風險，并且其加工制造方便，因此近些年來受到了各界人士的廣泛關注。針對同步磁阻電機傳統的速度控制方式為矢量控制，即采用轉速、電流的雙閉環控制，該種控制方式需要對電機電流實時進行解耦運算，且兩正交軸電流分量各需一個電流環控制器，再考慮到用于轉速控制的速度環控制器，控制器數量至少為三個，這為控制器參數的整定工作帶來了一定的困難。因此，各界學者、工程師正在不斷地探索更為簡單的針對同步磁阻電機的控制方法。
2、針對同步磁阻電機傳統控制方法在控制的可靠性與控制結構簡便性之間的矛盾，有學者提出了一種基于同步開關磁阻電機的新型矢量控制方法。由于同步磁阻電機與同步開關磁阻電機的工作原理一致，故該方法同樣適用于同步磁阻電機的控制。該方法基于電壓矢量、電流矢量二者之間的夾角與電機轉速之間的函數關系實施轉速外環與電流矢量幅值內環控制。由于內環控制的是電機電流的幅值而非電流的交軸分量和直軸分量，故內環控制器的數量相對傳統矢量控制有所減
技術實現思路
1、針對同步磁阻電機新型矢量控制中電壓電流矢量夾角關于電機轉速的求取相對復雜的問題，本專利技術提供一種基于同步磁阻電機的控制方法及控制系統。
2、本專利技術的一種基于同步磁阻電機的控制方法，包括：
3、根據同步磁阻電機采集的電流矢量幅值is和電機轉速n，得到電壓矢量幅值的參考值uief；
4、根據電機轉速n，結合電壓矢量、電流矢量二者之間的夾角與電機轉速之間的函數關系式，得到電壓矢量角度的參考值θu；
5、根據電壓矢量幅值的參考值uief、電壓矢量角度的參考值θu進行調制，利用調制信號通過逆變電路對同步磁阻電機進行控制；
6、電壓矢量、電流矢量二者之間的夾角與電機轉速之間的函數關系式的確定方法為：
7、在最大轉矩電流比控制模式下，多次增加電機轉速給定值n*的值，得到每個電機轉速給定值n*下電流矢量幅值is最小時得到的和電機電角速度ω，對得到的多組同步磁阻電機的電壓電流矢量夾角與電機電角速度ω進行擬合，確定電壓矢量、電流矢量二者之間的夾角與電機轉速之間的函數關系式中的未知參數。
8、作為優選，電壓矢量、電流矢量二者之間的夾角與電機轉速之間的函數關系式的確定方法包括：
9、s1、確定電機轉速給定值n*和電壓電流矢量夾角的初值；
10、s2、將電機轉速給定值n*與電壓電流矢量夾角作為給定輸入對同步磁阻電機進行控制，獲得電機電角速度ω，同時記錄電流矢量幅值is；
11、s3、增加電壓電流矢量夾角的值，同時記錄穩定后的電機電角速度ω、電流矢量幅值is；
12、s4、判斷電流矢量幅值is是否減小，若是，轉入s3，若否，記錄最小電流矢量幅值is對應的電壓電流矢量夾角
13、s5、增加電機轉速給定值n*，設定電壓電流矢量夾角的初值，執行步驟2，直至獲得多組不同電機電角速度ω下最小電流矢量幅值is對應的電壓電流矢量夾角轉入s6；
14、s6、根據得到的多組電機電角速度ω與對應的電壓電流矢量夾角通過擬合的方式，確定電壓矢量、電流矢量二者之間的夾角與電機轉速之間的函數關系式的未知參數，進而確定電壓矢量、電流矢量二者之間的夾角與電機轉速之間的函數關系式。
15、作為優選，電壓矢量、電流矢量二者之間的夾角與電機轉速之間的函數關系式為：
16、
17、其中，k1、k2、k3為擬合的參數，ω＝(2πn/60)。
18、作為優選，同步磁阻電機的電流角γ為45°。
19、作為優選，根據同步磁阻電機的電流矢量幅值is和電機轉速n，得到電壓矢量幅值的參考值uief的方法包括：
20、轉速給定值n*與轉速傳感器采集到的電機轉速n作差經過轉速外環控制器得到電流矢量幅值的參考值iief，該參考值iief與電流傳感器測得的電流矢量幅值is作差經過電流矢量幅值內環控制器得到電壓矢量幅值的參考值uief。
21、作為優選，對傳感器測得的電機三相電流經3/2變換，得到電流矢量，對該電流矢量進行范數計算得到電流矢量幅值is。
22、本申請還提供一種基于同步磁阻電機的控制系統，包括外環控制器、內環控制器和控制器、逆變電路、電壓矢量角度計算器和給定輸入模塊；
23、轉速給定值n*與轉速傳感器采集到的電機轉速n作差經過轉速外環控制器得到電流矢量幅值的參考值iief，該參考值iief與電流傳感器測得的電流矢量幅值is作差經過電流矢量幅值內環控制器得到電壓矢量幅值的參考值uief，并輸入給控制器；
24、電壓矢量角度計算器，用于根據轉速傳感器采集到的電機轉速n結合電壓矢量、電流矢量二者之間的夾角與電機轉速之間的函數關系式，得到電壓矢量角度的參考值θu，并輸入給控制器；
25、控制器，用于根據電壓矢量幅值的參考值uief、電壓矢量角度的參考值θu，進行調制后，通過驅動逆變電路，實現對同步磁阻電機的控制；
26、其中，電壓矢量、電流矢量二者之間的夾角與電機轉速之間的函數關系式是在最大轉矩電流比控制模式下，多次增加電機轉速給定值n*，并通過給定輸入模塊輸入采集到的電機轉速n及多次增加電壓電流矢量夾角的值，實現改變電壓矢量角度的參考值θu，得到每個電機轉速給定值n*下同步磁阻電機電流矢量幅值is最小時得到的電壓電流矢量夾角和電機電角速度ω，對得到的多組電壓電流矢量夾角與電機電角速度ω進行擬合，確定電壓矢量、電流矢量二者之間的夾角與電機轉速之間的函數關系式中的未知參數。
27、本專利技術的有益效果，本專利技術無需增加額外的電機電感和繞組電阻的測量電路，仍然沿用原本控制電路即可完成電壓矢量、電流矢量二者之間的夾角與電機轉速之間函數關系的確定。控制系統結構簡單，操作便利，測量精度較高，發揮了新型矢量控制方法的優勢。進而拓寬了同步磁阻電機或同步開關磁阻電機的應用市場，為現代工業控制提供一種良好的驅動電機與控制策略的選擇方式。
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1.基于同步磁阻電機的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：
2.根據權利要求1所述的基于同步磁阻電機的控制方法，其特征在于，電壓矢量、電流矢量二者之間的夾角與電機轉速之間的函數關系式的確定方法包括：
3.根據權利要求2所述的基于同步磁阻電機的控制方法，其特征在于，電壓矢量、電流矢量二者之間的夾角與電機轉速之間的函數關系式為：
4.根據權利要求1所述的基于同步磁阻電機的控制方法，其特征在于，同步磁阻電機的電流角γ為45°。
5.根據權利要求1所述的基于同步磁阻電機的控制方法，其特征在于，根據同步磁阻電機的電流矢量幅值is和電機轉速n，得到電壓矢量幅值的參考值uief的方法包括：
6.根據權利要求1所述的基于同步磁阻電機的控制方法，其特征在于，對傳感器測得的電機三相電流經3/2變換，得到電流矢量，對該電流矢量進行范數計算得到電流矢量幅值is。
7.基于同步磁阻電機的控制系統，其特征在于，包括外環控制器、內環控制器和控制器、逆變電路、電壓矢量角度計算器和給定輸入模塊；
8.根據權利要求7所述的基于同
9.根據權利要求7所述的基于同步磁阻電機的控制系統，其特征在于，所述同步磁阻電機的電流角γ為45°。
10.根據權利要求7所述的基于同步磁阻電機的控制系統，其特征在于，所述控制器為SVPWM控制器。
...【技術特征摘要】
1.基于同步磁阻電機的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：
2.根據權利要求1所述的基于同步磁阻電機的控制方法，其特征在于，電壓矢量、電流矢量二者之間的夾角與電機轉速之間的函數關系式的確定方法包括：
3.根據權利要求2所述的基于同步磁阻電機的控制方法，其特征在于，電壓矢量、電流矢量二者之間的夾角與電機轉速之間的函數關系式為：
4.根據權利要求1所述的基于同步磁阻電機的控制方法，其特征在于，同步磁阻電機的電流角γ為45°。
5.根據權利要求1所述的基于同步磁阻電機的控制方法，其特征在于，根據同步磁阻電機的電流矢量幅值is和電機轉速n，得到電壓矢量幅值的參考值uief的方法包括：
6.根據權...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王文豐，辛雪岐，張龍躍，陳業明，李超，
申請(專利權)人：中國船舶集團有限公司第七零三研究所，
類型：發明
國別省市：
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