基于高转矩电流比的开关磁阻电机DITC优化控制
2021-03-15许爱德黄乐鹏李倩妮商超亿朱景伟
许爱德,黄乐鹏,李倩妮,商超亿,朱景伟
(1.大连海事大学信息科学技术学院,辽宁大连116026;2.大连海事大学船舶电气工程学院,辽宁大连116026)
开关磁阻电机(switched reluctance motor,SRM)作为一种新型调速电机,相对于异步电机、永磁同步电机,具有结构简单、成本低、启动转矩大、功率电路简单可靠、效率高等一系列的优点,引起国内外学者的普遍关注与深入研究[1]。但由于其本体的双凸极结构以及电磁关系的高度非线性,存在转矩脉动过大、电机模型不精确等问题,限制了其高效特性和在低转矩脉动场合中的应用。
在开关磁阻电机调速系统中,转矩控制方法可大致分为2种:间接转矩控制和直接转矩控制(direct torque control,DTC)。间接转矩控制一般使用转矩分配函数(torque sharing fuction,TSF),大都需要存储大量的非线性特性数据去完成准确的转矩电流转换。
直接转矩控制可以克服部分间接转矩方法的缺点。文献[2-3]提出了一种在线控制的直接瞬时转矩控制方法。直接瞬时转矩控制(direct instantaneous torque control,DITC)根据实时转子位置,对单相导通区和两相同时导通的重叠区域分别制定不同的滞环控制规则,通过滞环控制规则直接选取开关矢量输出到功率变换器。文献[4-7]对比分析了TSF,DTC和DITC控制策略,并表明DITC比DTC和TSF效率更高、响应更快、更容易实现。但是,DITC在交叠区需要复杂的导通规则来产生平滑的转矩,同时在电流上升初期电流峰值过高,会出现转矩脉动过大,转矩电流比低的现象。文献[8]提出一种电流软斩波,分段脉宽调制(pulse width modulation,PWM)变占空比的控制,拟合了占空比和转速、参考电流的函数关系式,达到了电流优化的控制效果。……
