一种用于电动叉车行走电机的SRM矢量控制方法与流程

本发明涉及一种用于电动叉车行走电机的srm矢量控制方法，属于电机控制技术领域。

背景技术：

开关磁阻电机工作在基速以下范围时，由于激励脉冲的频率较低，电机的转矩脉动幅值大、噪声高，限制了开关磁阻电机在高性能驱动领域的应用。传统的控制策略采用平顶波激励的方式来减小电机的转矩脉动。

传统控制策略基于srm线性模型提出，认为相电感随转子角度在最大电感值和最小电感值之间线性变化，采用平顶波激励的方式即可获得理想的低转矩脉动效果。

在实际的srm中，相电感随转子角度呈现非线性变化，从转子凹槽中心与定子磁极轴线对齐到转子磁极中心与定子磁极轴线对齐的过渡过程中，电感随转子角度的变化率先减小后增大，即相电感与转子角度之间类似为正弦关系，采用平顶波激励的方式，在定转子夹角较小或较大时将产生较小的转矩输出，而夹角对应的电角度为90°时，将得到当前电流下的峰值转矩。因此，采用平顶波激励的方式存在较大的转矩脉动，会影响车辆驾驶的舒适性；严重时，会导致叉车短时无法有效控制，致使危险发生。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题克服现有的缺陷，提供一种用于电动叉车行走电机的srm矢量控制方法，可以有效减少转矩脉动，相比于传统的平顶波激励的方式算法计算量小，算法实现容易，不需要更改硬件设计，可以避免潜在失控风险，可以有效解决背景技术中的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

一种用于电动叉车行走电机的srm矢量控制方法，该控制方法包括：将每相通以一个等值的恒定直流电流来等效永磁同步电机的转子永磁体，通过控制直流电流的大小即可控制等效的转子磁链的幅值，此时，可以采用永磁同步电机矢量控制的方法来实现对开关磁阻电机的高性能控制，每相在原有的恒定直流电流的基础上叠加正弦的交流分量，为了不改变原有的三相不对称功率电路，将直流分量进行动态调节，保证直流分量始终大于交流分量的幅值，实现单向激励电流，从而不改变原有拓扑结构。

进一步而言，根据矢量控制输出的三相交流电流成分的幅值确定相电流直流分量的幅值。

进一步而言，保证直流分量始终大于交流分量的幅值，从而实现激励电流的单向性。

进一步而言，三相通以恒定直流电流的方式等效转子磁链，使得矢量控制方式得以在开关磁阻电机上实现，有效的减小了转矩脉动。

本发明有益效果：一种用于电动叉车行走电机的srm矢量控制方法，传统的开关磁阻电机控制方法采用平顶波激励的方式，突变的电流给定与电机的非线性特性使得开关磁阻电机的转矩脉动较大，无法实现高性能控制，本发明提出了一种电流给定连续变化的矢量控制方法，以三相通以恒定直流电流的方式等效转子磁链，使得矢量控制方式得以在开关磁阻电机上实现，有效的减小了转矩脉动，提高了控制器性能，在实际控制过程中，为实现单向电流激励，根据矢量控制输出的三相交流电流成分的幅值确定相电流直流分量的幅值，使得相电流给定始终大于零，从而不需要改变原有的功率拓扑结构，本发明提供的一种用于电动叉车行走电机的srm矢量控制方法可以有效减少转矩脉动，相比于传统的平顶波激励的方式算法计算量小，算法实现容易，不需要更改硬件设计，可以避免潜在失控风险。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

图1是本发明30°转子角度下直流电流分量等效的定子合成磁链结构图。

图2是本发明60°转子角度下直流电流分量等效的定子合成磁链结构图。

图3是本发明90°转子角度下直流电流分量等效的定子合成磁链结构图。

图4是本发明120°转子角度下直流电流分量等效的定子合成磁链结构图。

图5是本发明srm矢量控制系统框图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明，其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制，为了更好地说明本发明的具体实施方式，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸，对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的，基于本发明中的具体实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他具体实施方式，都属于本发明保护的范围。

一种用于电动叉车行走电机的srm矢量控制方法，该控制方法包括：将每相通以一个等值的恒定直流电流来等效永磁同步电机的转子永磁体，通过控制直流电流的大小即可控制等效的转子磁链的幅值，此时，可以采用永磁同步电机矢量控制的方法来实现对开关磁阻电机的高性能控制，每相在原有的恒定直流电流的基础上叠加正弦的交流分量，为了不改变原有的三相不对称功率电路，将直流分量进行动态调节，保证直流分量始终大于交流分量的幅值，实现单向激励电流，从而不改变原有拓扑结构。

更具体而言，根据矢量控制输出的三相交流电流成分的幅值确定相电流直流分量的幅值，保证直流分量始终大于交流分量的幅值，从而实现激励电流的单向性，三相通以恒定直流电流的方式等效转子磁链，使得矢量控制方式得以在开关磁阻电机上实现，有效的减小了转矩脉动。

如图1-4所示为不同转子角度下直流电流分量等效的定子合成磁链；

图中：θ为电角度，数值上等于两倍的机械角度，虚线所示为主磁通，粗线箭头所示为合成的等效转子磁通的方向，u+、v+和w+对应相应相磁通的正方向，u-、v-和w-对应相应相磁通的负方向。

如图5所示为srm矢量控制系统框图；

图中φr为给定磁链，te^*为给定转矩，和为dq轴参考电流，和分别为三相的参考电流，lac为电机相电感，θm为机械角度反馈，θ为电角度，为电机极对数。

本发明改进于：一种用于电动叉车行走电机的srm矢量控制方法，传统的开关磁阻电机控制方法采用平顶波激励的方式，突变的电流给定与电机的非线性特性使得开关磁阻电机的转矩脉动较大，无法实现高性能控制，本发明提出了一种电流给定连续变化的矢量控制方法，以三相通以恒定直流电流的方式等效转子磁链，使得矢量控制方式得以在开关磁阻电机上实现，有效的减小了转矩脉动，提高了控制器性能，在实际控制过程中，为实现单向电流激励，根据矢量控制输出的三相交流电流成分的幅值确定相电流直流分量的幅值，使得相电流给定始终大于零，从而不需要改变原有的功率拓扑结构，本发明提供的一种用于电动叉车行走电机的srm矢量控制方法可以有效减少转矩脉动，相比于传统的平顶波激励的方式算法计算量小，算法实现容易，不需要更改硬件设计，可以避免潜在失控风险。

以上为本发明较佳的实施方式，以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化以及改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。