參數(shù)控制對開關(guān)磁阻電機特性的影響

隨著電驅(qū)動電動車質(zhì)量的下降，可以設(shè)計延長電機恒功率范圍。技術(shù)上來看，標準異步電機功率范圍最廣，其他電機的功率范圍有限，因此需要用控制算法來改善，商用永磁同步電機用于豐田混合動力驅(qū)動是拓展恒功率范圍的典型例子，對此的替代解決方案是使用特定開關(guān)磁阻電機驅(qū)動，本文分析了參數(shù)控制對開關(guān)磁阻電機功率范圍擴展的影響。

在開關(guān)磁阻電機中，轉(zhuǎn)速、電流，電壓PWM控制和單脈沖控制被應用，典型的開關(guān)磁阻電機特性包括功率轉(zhuǎn)換限制和電機本身。對于電動汽車驅(qū)動，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)磁阻電機驅(qū)動的情況下，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輸出功率，隨著轉(zhuǎn)速的增大，需要在特定的階段預先改變開啟角和關(guān)閉角，用控制算法預測開啟角。

對小型商用電動車4相開關(guān)磁阻電機進行了設(shè)計，4相開關(guān)磁阻電機從電池供電（U=24V），它具有額定功率P=750W，轉(zhuǎn)速n=3000轉(zhuǎn)/分。導通角小于33.75°，電機控制初始相位電流條件設(shè)置為零，當導通角達到34°，連續(xù)導通開始，最大電流值增加，磁通量增加，從而導致電磁力矩的增加。實驗在控制系統(tǒng)中使用數(shù)字處理器DSP與軟件ControlDesk，啟用控制系統(tǒng)擴展控制參數(shù)變化范圍，限制最大轉(zhuǎn)速為4000轉(zhuǎn)/分，制動扭矩通過LABView應用程序在PC上設(shè)置，同時，所有電參數(shù)（電流，電壓）以及機械（轉(zhuǎn)速，負載轉(zhuǎn)矩）使用數(shù)據(jù)保存在LABView程序中。實驗證明，電機連續(xù)工作時對控制參數(shù)比較敏感，開啟角變化0.5°時，可以顯著增加電機恒定輸出功率范圍，轉(zhuǎn)速n=4000轉(zhuǎn)/分，電機連續(xù)導通后其整體效率降低。