【摘要】：為進(jìn)一步降低開關(guān)磁阻電動(dòng)自行車設(shè)計(jì)成本,提出了單電阻電流采樣的四相電流重構(gòu)技術(shù)。對單電阻電流采樣的四相電流重構(gòu)技術(shù)的原理進(jìn)行研究,建立了不同開關(guān)狀態(tài)下四相電流與采樣電流的關(guān)系。對換相而引起的非換相相電流波動(dòng)問題進(jìn)行分析,定義了無法重構(gòu)相電流的區(qū)域?yàn)榉怯^測區(qū)。提出使用單脈沖注入控制解決非觀測區(qū)內(nèi)無法重構(gòu)相電流的方法,通過在非觀測區(qū)注入單個(gè)脈沖信號(hào),依據(jù)直流母線電壓值重構(gòu)得到相電流,并根據(jù)給定電流參考量,計(jì)算得到脈寬調(diào)制補(bǔ)償信號(hào)的占空比,從而實(shí)現(xiàn)在非觀測區(qū)的斬波控制。建立了Matlab/Simulink數(shù)字仿真模型,并進(jìn)行仿真驗(yàn)證,最后進(jìn)行了開關(guān)磁阻電機(jī)單電阻電流采樣及控制算法的實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明,所提單電阻電流采樣技術(shù)具備可行性和使用價(jià)值。
【圖文】：

目前大部分文獻(xiàn)中，采用單電流傳感器的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，均需要復(fù)雜的邏輯算法，且需增加額外的硬件電路來實(shí)現(xiàn)對功率器件的控制，低成本高性能的控制技術(shù)并沒有提出。本文針對具有小功率低轉(zhuǎn)速特點(diǎn)的電動(dòng)自行車領(lǐng)域，提出基于單電阻電流重構(gòu)技術(shù)的PWM補(bǔ)償控制的方法。該方法利用單電阻采樣實(shí)現(xiàn)四相電流重構(gòu)，并在非觀測區(qū)注入單脈沖信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了對非換相電流波動(dòng)的抑制，最后搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)對理論進(jìn)行了驗(yàn)證。1SRM驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)如圖1所示，開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要由電機(jī)、功率變換器拓?fù)�、位置信�?hào)電路及電流采樣電路組成。圖1SRM驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)Fig.1ThedrivesystemofSRM相電流采樣技術(shù)在高性能控制策略中具有關(guān)鍵性作用，現(xiàn)有的許多控制策略是直接對采樣相電流進(jìn)行控制，例如電流斬波控制(CurrentChoppingControl，CCC)和直接轉(zhuǎn)矩控制(DirectTorqueControl，DTC)。與傳統(tǒng)裂相式拓?fù)湎啾龋瑹o電容裂相式拓?fù)淙コ?個(gè)起續(xù)流儲(chǔ)能和強(qiáng)迫換相作用的分壓大電容，使得變換器體積顯著減校去除分壓電容后，四相繞組連接的中點(diǎn)就處于懸空狀態(tài)，故為了電機(jī)相繞組電流存在流通路徑，必須使得電機(jī)在任意時(shí)刻，上下橋中各有一相導(dǎo)通，換相依靠各相電感的自身儲(chǔ)能實(shí)現(xiàn)，關(guān)斷相能量轉(zhuǎn)移到下一相(持續(xù)導(dǎo)通相)，，而不是回饋到電源端，才能實(shí)現(xiàn)可靠換相。以AB相開通為例，此時(shí)S1斬波、S2保持開通，能量直接提供給A、B兩相。如圖2a所示，當(dāng)S1、S2都開通時(shí)，A、B兩相串聯(lián)繞組端電壓為直流母線電壓Udc，續(xù)流相繞組D承受反向電壓－Udc+Uo。當(dāng)S1關(guān)斷、S2開通時(shí)，如圖2b所示，A、D兩相串聯(lián)繞組兩端承受反向直流母線電壓－Udc，D相續(xù)流電流通過VD1、VD4回饋給電源。圖2變換器的運(yùn)行模式Fig.2Operationmodesofconverte

oppingControl，CCC)和直接轉(zhuǎn)矩控制(DirectTorqueControl，DTC)。與傳統(tǒng)裂相式拓?fù)湎啾�，無電容裂相式拓?fù)淙コ?個(gè)起續(xù)流儲(chǔ)能和強(qiáng)迫換相作用的分壓大電容，使得變換器體積顯著減校去除分壓電容后，四相繞組連接的中點(diǎn)就處于懸空狀態(tài)，故為了電機(jī)相繞組電流存在流通路徑，必須使得電機(jī)在任意時(shí)刻，上下橋中各有一相導(dǎo)通，換相依靠各相電感的自身儲(chǔ)能實(shí)現(xiàn)，關(guān)斷相能量轉(zhuǎn)移到下一相(持續(xù)導(dǎo)通相)，而不是回饋到電源端，才能實(shí)現(xiàn)可靠換相。以AB相開通為例，此時(shí)S1斬波、S2保持開通，能量直接提供給A、B兩相。如圖2a所示，當(dāng)S1、S2都開通時(shí)，A、B兩相串聯(lián)繞組端電壓為直流母線電壓Udc，續(xù)流相繞組D承受反向電壓－Udc+Uo。當(dāng)S1關(guān)斷、S2開通時(shí)，如圖2b所示，A、D兩相串聯(lián)繞組兩端承受反向直流母線電壓－Udc，D相續(xù)流電流通過VD1、VD4回饋給電源。圖2變換器的運(yùn)行模式Fig.2Operationmodesofconverter56
【作者單位】： 南京航空航天大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51377076) 江蘇省“六大人才高峰”項(xiàng)目(YPC13013)資助
【分類號(hào)】：TM352

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本文編號(hào)：2518070