一种定子永磁型记忆电机用双向定量脉冲发生装置的制作方法

本发明涉及一种双向定量调磁脉冲发生装置，尤其涉及定子永磁型记忆电机用双向定量调磁脉冲发生装置。

背景技术：

定子永磁型记忆电机需要通过调磁绕组合理调磁才可以运行在低速大转矩和宽调速场合，因而如何有效调磁成为该类记忆电机能否广泛应用的关键。目前，应用于定子永磁型记忆电机的调磁装置主要采用恒流源型和储能电容脉冲放电型两种方式。由于这两种调磁方式在双向调磁时需要极性转换开关，而在获得不同幅值的调磁脉冲时需要通过耦合变压器调出与调磁绕组参数相一致的调磁电压。因而，采用这两种方式的装置一方面降低了装置的安全性和可靠性，另一方面无法实现定子永磁型记忆电机闭环调磁控制，尤其无法应用于驱动和在线调磁协同控制的定子永磁型记忆电机中。

技术实现要素：

发明目的：针对上述现有技术，提出一种定子永磁型记忆电机用双向定量脉冲发生装置，实现调磁脉冲的双向定量调磁。

技术方案：一种定子永磁型记忆电机用双向定量脉冲发生装置，包括依次级联的交流电源、整流电路、整流输出滤波电路、单相H桥电路、逆变输出滤波电路，所述逆变输出滤波电路的输出端连接记忆电机的调磁绕组，还包括脉冲调理电路、驱动电路、微控制器以及键盘；所述脉冲调理电路用于采集所述调磁绕组的脉冲瞬时信号i₀，并送入所述微控制器；所述键盘用于输入给定幅值、脉宽及上升沿和下降沿的目标梯形波调磁脉冲到所述微控制器。

进一步的，所述微控制器被配置为PI调节单元、第一比较单元、第二比较单元、三角波载波信号发生单元、符号判断单元、死区设置单元、逻辑非门单元、第一乘法单元、第二乘法单元、第一逻辑与门单元以及第二逻辑与门单元，所述和i₀的差值送入所述PI调节单元后得到信号ε，信号ε分为两路，一路信号ε与所述三角波载波信号发生单元输出的三角载波信号比较后产生驱动信号η，所述驱动信号η依次经过所述符号判断单元和死区设置单元进行符号判断和死去设置后得到驱动信号η₁，所述驱动信号η₁同时送入所述第一乘法单元和第二乘法单元，另一路信号ε送入第一比较单元，所述第一比较单元用于判断信号ε的偏差方向，第一比较单元的输出逻辑值λ同时输入到逻辑非门单元和第一乘法单元，所述逻辑非门单元对逻辑值λ取反后得到并送入第二乘法单元，所述第一乘法单元输出的乘积信号λη₁送入第一逻辑与门单元，所述第二乘法单元输出的乘积信号送入第二逻辑与门单元，所述第二比较单元判断目标梯形波调磁脉冲的正、负或零值，其输出的逻辑值γ同时送入所述第一逻辑与门单元以及第二逻辑与门单元，所述第一逻辑与门单元输出用于产生所述单相H桥电路功率管V1和V4的驱动信号，所述第二逻辑与门单元输出用于产生所述单相H桥电路功率管V2和V3的驱动信号。

有益效果：本发明的一种定子永磁型记忆电机用双向定量脉冲发生装置具有如下优点：

1)无需极性转换开关即可实现调磁脉冲双向控制，提高了调磁装置的安全性和可靠性；

2)无需通过耦合变压器调出与调磁绕组参数相一致的调磁电压即可获得不同幅值调磁脉冲，并且调磁脉冲的幅值、脉宽及脉冲上升沿和下降沿均可定量控制。

附图说明

图1为定子永磁型记忆电机用双向定量脉冲发生装置结构示意图；

图2为定子永磁型记忆电机用双向定量脉冲发生装置控制框图；

图3为双向定量脉冲发生装置正向调磁脉冲仿真波形；

图4为双向定量脉冲发生装置反向调磁脉冲仿真波形。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做更进一步的解释。

如图1所示，一种定子永磁型记忆电机用双向定量脉冲发生装置，包括依次级联的交流电源、整流电路、整流输出滤波电路、单相H桥电路、逆变输出滤波电路，逆变输出滤波电路的输出端连接定子永磁型记忆电机的调磁绕组；交流电源经整流电路和整流输出滤波电路获得直流输出电压U_d，提供单相H桥电路逆变所需的直流侧供电电压。还包括脉冲调理电路、驱动电路、微控制器以及键盘。脉冲调理电路通过脉冲传感器采集调磁绕组的脉冲瞬时信号i₀，并送入微控制器A/D采样端口。键盘用于输入给定幅值、脉宽及上升沿和下降沿的目标梯形波调磁脉冲到微控制器。微控制器产生PWM驱动信号用于开通单相H桥电路产生与调磁绕组相一致的输出电压u_i，逆变输出滤波电路用于滤除高次开关谐波分量u₀。

如图2所示，微控制器被配置为PI调节单元、第一比较单元、第二比较单元、三角波载波信号发生单元、符号判断单元、死区设置单元、逻辑非门单元、第一乘法单元、第二乘法单元、第一逻辑与门单元以及第二逻辑与门单元。和i₀的差值送入PI调节单元后得到信号ε，信号ε分为两路，一路信号ε与三角波载波信号发生单元输出的三角载波信号比较后产生驱动信号η，驱动信号η依次经过符号判断单元和死区设置单元进行符号判断和死去设置后得到驱动信号η₁，驱动信号η₁同时送入第一乘法单元和第二乘法单元。另一路信号ε送入第一比较单元，第一比较单元用于判断信号ε的偏差方向，第一比较单元的输出逻辑值λ同时输入到逻辑非门单元和第一乘法单元，逻辑非门单元对逻辑值λ取反得到并送入第二乘法单元；第一乘法单元输出的乘积信号λη₁送入第一逻辑与门单元，第二乘法单元输出的乘积信号送入第二逻辑与门单元，第二比较单元判断目标梯形波调磁脉冲的正、负或零值，其输出的逻辑值γ同时送入第一逻辑与门单元以及第二逻辑与门单元；所述第一逻辑与门单元输出用于产生所述单相H桥电路功率管V1和V4的驱动信号g₁、g₄，所述第二逻辑与门单元输出用于产生所述单相H桥电路功率管V2和V3的驱动信号g₂、g₃。

利用Matlab/Simulink仿真软件搭建了定子永磁型记忆电机用双向定量调磁脉冲发生装置的仿真模型，图3和图4分别给出正反向调磁脉冲仿真波形。由图3和图4可知，本发明实现了调磁脉冲的幅值、脉宽及脉冲上升沿和下降沿的定量控制，有利于提高定子永磁型记忆电机的调磁效果。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。