參數(shù)控制對(duì)開關(guān)磁阻電機(jī)特性的影響

隨著電驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車質(zhì)量的下降，可以設(shè)計(jì)延長(zhǎng)電機(jī)恒功率范圍。技術(shù)上來看，標(biāo)準(zhǔn)異步電機(jī)功率范圍最廣，其他電機(jī)的功率范圍有限，因此需要用控制算法來改善，商用永磁同步電機(jī)用于豐田混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)是拓展恒功率范圍的典型例子，對(duì)此的替代解決方案是使用特定開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)，本文分析了參數(shù)控制對(duì)開關(guān)磁阻電機(jī)功率范圍擴(kuò)展的影響。

在開關(guān)磁阻電機(jī)中，轉(zhuǎn)速、電流，電壓PWM控制和單脈沖控制被應(yīng)用，典型的開關(guān)磁阻電機(jī)特性包括功率轉(zhuǎn)換限制和電機(jī)本身。對(duì)于電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)，通常恒定的轉(zhuǎn)矩范圍和恒定的功率范圍是重要的，在開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)的情況下，變更控制參數(shù)（開啟角，關(guān)閉角），可以保證特定的電機(jī)輸出功率。開啟角和關(guān)閉角影響相電流的最大值，為了保持恒定的電機(jī)輸出功率，隨著轉(zhuǎn)速的增大，需要在特定的階段預(yù)先改變開啟角和關(guān)閉角，用控制算法預(yù)測(cè)開啟角。

對(duì)小型商用電動(dòng)車4相開關(guān)磁阻電機(jī)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，4相開關(guān)磁阻電機(jī)從電池供電（U=24V），它具有額定功率P=750W，轉(zhuǎn)速n=3000轉(zhuǎn)/分。導(dǎo)通角小于33.75°，電機(jī)控制初始相位電流條件設(shè)置為零，當(dāng)導(dǎo)通角達(dá)到34°，連續(xù)導(dǎo)通開始，最大電流值增加，磁通量增加，從而導(dǎo)致電磁力矩的增加。實(shí)驗(yàn)在控制系統(tǒng)中使用數(shù)字處理器DSP與軟件ControlDesk，啟用控制系統(tǒng)擴(kuò)展控制參數(shù)變化范圍，限制最大轉(zhuǎn)速為4000轉(zhuǎn)/分，制動(dòng)扭矩通過LABView應(yīng)用程序在PC上設(shè)置，同時(shí)，所有電參數(shù)（電流，電壓）以及機(jī)械（轉(zhuǎn)速，負(fù)載轉(zhuǎn)矩）使用數(shù)據(jù)保存在LABView程序中。實(shí)驗(yàn)證明，電機(jī)連續(xù)工作時(shí)對(duì)控制參數(shù)比較敏感，開啟角變化0.5°時(shí)，可以顯著增加電機(jī)恒定輸出功率范圍，轉(zhuǎn)速n=4000轉(zhuǎn)/分，電機(jī)連續(xù)導(dǎo)通后其整體效率降低。