双开关磁阻电机同步控制方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及开关磁阻电机控制领域，特别涉及一种双开关磁阻电机同步控制方法 及装置。
【背景技术】
[0002] 开关磁阻电机因具有起动电流小、起动转矩大、结构简单及成本低等系列优点而 在许多领域得到了广泛的应用。然而在一些大功率的应用场合，单台电机的功率往往难以 满足要求，这就需要采用两台电机进行同步传动。然而由于存在制造误差等原因，使得电机 的机械特性难以达到完全一致，在采用两台电机同步传动时会因其机械特性的差异而造成 两台电机输出转矩的不平衡，严重时会因其中某台电机的输出转矩过大而造成电机过载甚 至烧毁的危险。目前在有关双开关磁阻电机同步控制方面已开展了一些研究工作，所采用 的控制方法主要有主令控制、主从控制、交叉耦合控制及虚拟主轴同步控制等，这些控制方 法虽已获得了一定的控制效果，但均存在不同程度的不足:其中主令控制和主从控制因电 机单元之间不存在耦合，同步控制精度完全依赖于各电机参数的一致性，在实际应用中微 小的电机参数误差都会影响最终的控制效果，因而难以满足实际应用的要求;交叉耦合控 制虽实现了电机单元之间的转速交叉耦合，但对电机输出功率不能起到平衡作用，容易造 成单台电机过载情况的发生;虚拟主轴同步控制则一般只适用于软连接电机的同步控制， 因而应用范围受到限制。因此针对目前在双开关磁阻电机同步控制方面存在的不足，研究 更为有效的同步控制方法，以满足大功率同步控制的要求具有重要的现实意义。
【发明内容】
[0003] 为了解决上述技术问题，本发明提供一种控制精度高、应用范围广的双开关磁阻 电机同步控制方法，并提供一种双开关磁阻电机同步控制装置。
[0004] 本发明解决上述问题的技术方案是:一种双开关磁阻电机同步控制装置，包括转 速给定模块、电机A转速检测模块、电机A转速比较模块、PID模块、电机A转矩估算模块、电机 B转矩估算模块、实际转矩比较模块、电机A实际转矩与参考转矩比较模块、模糊控制器、电 机A转矩给定调节模块、电机B转矩给定调节模块、电机A转矩比较模块、电机B转矩比较模 块、磁链给定模块、电机A磁链估算模块、电机B磁链估算模块、电机A磁链比较模块、电机B磁 链比较模块、电机A控制器及电机B控制器，所述转速给定模块的输出端与电机A转速比较模 块的输入端相连，电机A转速检测模块的输入端与电机A相连，电机A转速检测模块的输出端 与电机A转速比较模块的输入端相连，电机A转速比较模块的输出端与PID模块的输入端相 连，所述电机A转矩估算模块的输入端与电机A相连，电机A转矩估算模块的输出端与实际转 矩比较模块的输入端相连，电机B转矩估算模块的输入端与电机B相连，电机B转矩估算模块 的输出端与实际转矩比较模块的输入端相连，电机A实际转矩与参考转矩比较模块的输入 端与电机A转矩估算模块的输出端、PID模块的输出端相连，模糊控制器的输入端与实际转 矩比较模块的输出端、电机A实际转矩与参考转矩比较模块的输出端相连，模糊控制器的输 出端分别与电机A转矩给定调节模块的输入端、电机B转矩给定调节模块的输入端相连，PID 模块的输出端与电机A转矩给定调节模块的输入端、电机B转矩给定调节模块的输入端相 连，电机A转矩比较模块的输入端与电机A转矩给定调节模块的输出端、电机A转矩估算模块 的输出端相连，电机B转矩比较模块的输入端与电机B转矩给定调节模块的输出端、电机B转 矩估算模块的输出端相连，所述磁链给定模块的输出端与电机A磁链比较模块的输入端、电 机B磁链比较模块的输入端相连，电机A磁链估算模块的输入端与电机A相连，电机A磁链估 算模块的输出端与电机A磁链比较模块的输入端相连，电机A控制器的输入端与电机A转矩 比较模块的输出端、电机A磁链比较模块的输出端相连，电机A控制器的输出端与电机A相 连，电机B磁链估算模块的输入端与电机B相连，电机B磁链估算模块的输出端与电机B磁链 比较模块的输入端相连，电机B控制器的输入端与电机B转矩比较模块的输出端、电机B磁链 比较模块的输出端相连，电机B控制器的输出端与电机B相连。
[0005] 一种双开关磁阻电机同步控制方法，包括以下步骤：
[0006] 1)在双开关磁阻电机构成的同步控制系统中，以其中一台电机构建转速控制闭 环，并设该电机为电机A，另一台电机为电机B，再针对该两台电机分别构建转矩控制闭环， 其中以转速控制为外环，转矩控制为内环；
[0007] 2)根据电机A的转速给定，同时检测电机A的实际转速并与给定转速进行比较，得 到电机A的转速偏差，该转速偏差经PID控制算法处理得到开关磁阻电机的参考转矩Τ'将 该参考转矩f作为两台电机的初始转矩给定；
[0008] 3)估算电机A与电机B的实际转矩Τα与TB，并将两者进行比较得到实际转矩的偏差 e，并由该偏差e得到偏差变化率ec，再将该实际转矩的偏差e、实际转矩偏差的变化率ec以 及电机A的实际转矩与上述参考转矩相比较得到的偏差e A经模糊控制算法处理，分别得到 电机A和电机B转矩给定的调整值ΔΙ：和;
[0009] 4)将获得的转矩调整值分别与参考转矩f相加，得到两台电机新的转矩 给定f和:C，并将新的转矩给定<和；ζ分别与两台电机的实际转矩TA与TB进行比较，得到 两台电机的转矩偏差Α Τα和Δ TB;
[0010] 5)根据开关磁阻电机的磁链给定，同时估算两台电机A和B的实际磁链并分别与给 定磁链进行比较，得到两台电机的磁链偏差Δ φΑ和Δ φΒ;
[0011] 6)将获得的转矩偏差Δ Τα和Δ ΤΒ和磁链偏差Δ φΑ和Δ φΒ分别作为电机Α控制器和 电机B控制器的输入，电机A控制器和电机B控制器分别根据相应的转矩偏差和磁链偏差控 制开关磁阻电机所对应功率变换器中功率开关的开关状态，实现对电机输出转矩的实时调 T ；
[0012] 7)重复步骤3)至步骤6)，分别对两台电机实际转矩进行估算、比较和判断，并通过 调节两台电机的转矩给定最终实现两台电机实际转矩的基本平衡，使两台开关磁阻电机的 输出转矩基本达到一致，实现同步控制。
[0013] 本发明的有益效果在于:本发明针对双开关磁阻电机构成的同步控制系统，以其 中一台电机构建转速控制闭环，即通过设定该电机的转速给定并通过检测其实际转速以获 得相应的转速偏差，再针对该转速偏差采用PID控制算法得到开关磁阻电机的参考转矩，并 以该参考转矩作为两台开关磁阻电机的初始转矩给定;通过检测两台开关磁阻电机的实际 转矩并将其进行比较以获得相应的转矩偏差，由转矩偏差得到转矩偏差变化率，将转矩偏 差、转矩偏差变化率以及其中一台电机的实际转矩与上述参考转矩相比较后得到的偏差经 模糊控制算法进行处理得到两台电机转矩给定的调整值，再将获得的转矩给定调整值分别 与上述参考转矩相加得到两台电机新的转矩给定，通过对两台电机转矩给定的调节使两台 电机实际转矩基本达到一致，从而达到双开关磁阻电机同步控制的目的，具有控制精度高、 应用范围广的优点。
【附图说明】
[0014]图1为本发明的同步控制装置的结构框图。
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