發(fā)布時間：2019-07-23 09:47

【摘要】：為進一步降低開關(guān)磁阻電動自行車設計成本,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問題進行分析,定義了無法重構(gòu)相電流的區(qū)域為非觀測區(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)注入單個脈沖信號,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,計算得到脈寬調(diào)制補償信號的占空比,從而實現(xiàn)在非觀測區(qū)的斬波控制。建立了Matlab/Simulink數(shù)字仿真模型,并進行仿真驗證,最后進行了開關(guān)磁阻電機單電阻電流采樣及控制算法的實驗。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值。
【圖文】：

目前大部分文獻中，采用單電流傳感器的驅(qū)動系統(tǒng)，均需要復雜的邏輯算法，且需增加額外的硬件電路來實現(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)速特點的電動自行車領(lǐng)域，提出基于單電阻電流重構(gòu)技術(shù)的PWM補償控制的方法。該方法利用單電阻采樣實現(xiàn)四相電流重構(gòu)，并在非觀測區(qū)注入單脈沖信號，實現(xiàn)了對非換相電流波動的抑制，最后搭建實驗平臺對理論進行了驗證。1SRM驅(qū)動系統(tǒng)如圖1所示，開關(guān)磁阻電機驅(qū)動系統(tǒng)主要由電機、功率變換器拓撲、位置信號電路及電流采樣電路組成。圖1SRM驅(qū)動系統(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)裂相式拓撲相比，無電容裂相式拓撲去除了2個起續(xù)流儲能和強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就處于懸空狀態(tài)，故為了電機相繞組電流存在流通路徑，必須使得電機在任意時刻，上下橋中各有一相導通，換相依靠各相電感的自身儲能實現(xiàn)，關(guān)斷相能量轉(zhuǎn)移到下一相(持續(xù)導通相)，，而不是回饋到電源端，才能實現(xiàn)可靠換相。以AB相開通為例，此時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S1、S2都開通時，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S1關(guān)斷、S2開通時，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)裂相式拓撲相比，無電容裂相式拓撲去除了2個起續(xù)流儲能和強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就處于懸空狀態(tài)，故為了電機相繞組電流存在流通路徑，必須使得電機在任意時刻，上下橋中各有一相導通，換相依靠各相電感的自身儲能實現(xiàn)，關(guān)斷相能量轉(zhuǎn)移到下一相(持續(xù)導通相)，而不是回饋到電源端，才能實現(xiàn)可靠換相。以AB相開通為例，此時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S1、S2都開通時，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S1關(guān)斷、S2開通時，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變換器的運行模式Fig.2Operationmodesofconverter56
【作者單位】： 南京航空航天大學自動化學院;
【基金】：國家自然科學基金項目(51377076) 江蘇省“六大人才高峰”項目(YPC13013)資助
【分類號】：TM352

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本文編號：2518070