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基于转矩分配函数的开关磁阻电机预测转矩控制

2021-10-22李孟秋朱慧玉沈仕其徐宇峰

电力系统及其自动化学报 2021年9期

李孟秋,高 天,朱慧玉,沈仕其,徐宇峰

(湖南大学电气与信息工程学院,长沙 410082)

开关磁阻电机SRM(switched reluctance motor)具有结构简单、鲁棒性强等特点,被广泛应用于各种电力传动和工业等领域[1]。SRM转子由硅钢片冲压制成,既无绕组又无永磁体内嵌,相比于永磁同步电机,可以有效避免高温退磁问题。但是,由于SRM独特的双凸极结构和磁路高度非线性等特性,也造成SRM转矩脉动过大等问题,限制了SRM在高性能伺服领域的应用。针对这一问题,目前主要有两类解决方法:①优化SRM本体结构设计,改进电机磁路和机械结构,使控制难度下降[2-3];②采用先进控制策略,提高电机的转矩控制精度,达到减小转矩脉动的目的。

由于SRM固有的转矩非线性特性,从控制策略方面减小转矩脉动是目前主要研究方向。控制算法主要有直接转矩控制DTC(direct torque control)、直接瞬时转矩控制DITC(direct instantaneous torque control)、模型预测控制 MPC(model predictive con⁃trol)和转矩分配函数TSF(torque sharing function)控制等。文献[4]针对传统的固定参数PI控制策略效果不理想及SRM没有准确的数学模型等问题,在DTC基础上,提出使用模糊PI控制方法,通过在线整定PI控制器参数达到抑制转矩脉动的目的,但是控制效果受模糊规则库的限制,模糊规则的数量影响了转矩控制精度。文献[5]对DTC扇区进行优化重组,在线计算各个扇区大小,精确控制换相动作,有效抑制转矩脉动,但是实时计算扇区大小依赖于准确的电机模型,参数发生改变不利于电机控制。文献[6]针对传统TSF控制方式在换相区由于前一相电感较大及电流跟踪困……

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