[0004] 本发明的目的在于提供一种减小开关磁阻电机转矩脉动的控制系统,通过控制定子线圈组中驱动电流,有效降低了开关磁阻电机的转矩脉动。
[0005] 为解决上述技术问题,本发明是通过以下技术方案实现的:
[0006] 本发明提供一种减小开关磁阻电机转矩脉动的控制系统,其包括:
[0007] 转子位置检测单元,用于采集所述开关磁阻电机中转子相对于定子的实时角度偏转位置以及历史记录;
[0008] 定子线圈组电流检测单元,用于采集定子线圈组内的实时驱动电流以及历史记录;
[0009] 霍尔元件组,用于检测所述开关磁阻电机内若干位置点的实时磁感线方向和实时磁场强度以及历史记录;
[0010] 供电单元,用于对定子线圈组输入驱动电流;
[0011] 转矩控制单元,用于在保持转矩均值不变的情况下,根据所述开关磁阻电机中转子相对于定子的实时角度偏转位置以及历史记录、定子线圈组内的实时驱动电流以及历史记录以及所述开关磁阻电机内若干位置点的实时磁感线方向和实时磁场强度以及历史记录,生成对定子线圈组的调节驱动电流,使得所述开关磁阻电机转矩脉动降低。
[0012] 在本发明的一个实施例中,所述在保持转矩均值不变的情况下,根据所述开关磁阻电机中转子相对于定子的实时角度偏转位置以及历史记录、定子线圈组内的实时驱动电流以及历史记录以及所述开关磁阻电机内若干位置点的实时磁感线方向和实时磁场强度以及历史记录,生成对定子线圈组的调节驱动电流,使得所述开关磁阻电机转矩脉动降低的步骤,包括,
[0013] 获取所述开关磁阻电机的设定转矩脉动幅度;
[0014] 获取所述开关磁阻电机的设定转矩均值;
[0015] 获取所述开关磁阻电机的转矩的历史记录;
[0016] 根据所述开关磁阻电机中转子相对于定子的实时角度偏转位置以及历史记录、定子线圈组内的实时驱动电流以及历史记录、所述开关磁阻电机内若干位置点的实时磁感线方向和实时磁场强度以及历史记录以及所述开关磁阻电机的转矩的历史记录,获取所述开关磁阻电机的实时转矩;
[0017] 根据所述开关磁阻电机的设定转矩脉动幅度、所述开关磁阻电机的设定转矩均值获取所述开关磁阻电机的下一时刻目标转矩;
[0018] 根据所述开关磁阻电机的下一时刻目标转矩、所述开关磁阻电机的实时转矩获取所述定子线圈组下一时刻所需驱动电流作为调节驱动电流。
[0019] 在本发明的一个实施例中,所述根据所述开关磁阻电机中转子相对于定子的实时角度偏转位置以及历史记录、定子线圈组内的实时驱动电流以及历史记录、所述开关磁阻电机内若干位置点的实时磁感线方向和实时磁场强度以及历史记录以及所述开关磁阻电机的转矩的历史记录,获取所述开关磁阻电机的实时转矩的步骤,包括,
[0020] 根据所述开关磁阻电机内若干位置点的磁感线方向和磁场强度的历史记录,建立所述开关磁阻电机内的磁场状态模型的历史记录;
[0021] 根据所述转子相对于所述定子的角度偏转位置的历史记录、所述定子线圈组内的驱动电流的历史记录以及所述开关磁阻电机内的磁场状态模型的历史记录,建立转子位置‑线圈电流状态‑磁场状态映射关系;
[0022] 根据所述开关磁阻电机中转子相对于定子的实时角度偏转位置以及历史记录获取所述转子的转速历史记录;
[0023] 获取所述开关磁阻电机的转矩的历史记录;
[0024] 根据所述开关磁阻电机内的磁场状态模型的历史记录、所述转子的转速历史记录以及所述开关磁阻电机的转矩的历史记录,建立磁场状态‑转子转速‑转矩映射关系;
[0025] 根据所述定子线圈组内的实时驱动电流以及所述转子相对于定子的实时角度偏转位置,代入所述转子位置‑线圈电流状态‑磁场状态映射关系,获取所述开关磁阻电机内的实时磁场状态模型;
[0026] 根据所述开关磁阻电机中转子相对于定子的实时角度偏转位置以及历史记录获取所述转子的实时转速;
[0027] 根据所述开关磁阻电机内的实时磁场状态模型以及所述转子的实时转速,带入所述磁场状态‑转子转速‑转矩映射关系,获取所述开关磁阻电机的实时转矩。
[0028] 在本发明的一个实施例中,所述根据所述开关磁阻电机的下一时刻目标转矩、所述开关磁阻电机的实时转矩获取所述定子线圈组下一时刻所需驱动电流作为调节驱动电流的步骤,包括,
[0029] 根据所述开关磁阻电机的实时转矩获取所述转子的实时转动加速度;
[0030] 根据所述转子相对于定子的实时角度偏转位置、所述转子的实时转速以及所述转子的实时转动加速度,获取所述转子的下一时刻的预测速度和所述转子相对于定子的下一时刻的预测位置;
[0031] 根据所述开关磁阻电机的下一时刻目标转矩以及所述转子的下一时刻的预测速度,代入所述磁场状态‑转子转速‑转矩映射关系,获取所述开关磁阻电机的下一时刻目标磁场状态;
[0032] 根据所述开关磁阻电机的下一时刻目标磁场状态以及所述转子相对于定子的下一时刻的预测位置,代入所述转子位置‑线圈电流状态‑磁场状态映射关系,获取所述定子线圈组内下一时刻的目标驱动电流;
[0033] 将所述定子线圈组内下一时刻的目标驱动电流作为调节驱动电流。
[0034] 在本发明的一个实施例中,所述根据所述开关磁阻电机内若干位置点的磁感线方向和磁场强度的历史记录,建立所述开关磁阻电机内的磁场状态模型的历史记录的步骤,包括,
[0035] 在所述开关磁阻电机内选取用于设置霍尔元件组的若干位置点作为磁场检测点;
[0036] 获取所述磁场检测点处的磁感线方向和磁场强度和历史记录;
[0037] 根据所述磁场检测点处的磁感线方向和磁场强度和历史记录,筛选出若干个历史时刻的磁场检测点处的磁感线方向和磁场强度和历史记录;
[0038] 获取所述开关磁阻电机中定子和转子线圈的形状和相对位置;
[0039] 根据所述开关磁阻电机中定子和转子线圈的形状和相对位置以及若干个历史时刻的磁场检测点处的磁感线方向和磁场强度和历史记录,获取若干个历史时刻的所述开关磁阻电机内的磁场状态模型;
[0040] 将若干个历史时刻的所述开关磁阻电机内的磁场状态模型按照时间顺序组合得到所述开关磁阻电机内的磁场状态模型的历史记录。
[0041] 在本发明的一个实施例中,所述在所述开关磁阻电机内选取用于设置霍尔元件组的若干位置点作为磁场检测点的步骤,包括,
[0042] 在所述开关磁阻电机内随机选取用于设置霍尔元件组的若干个初始位置点;
[0043] 获取所述初始位置点的磁感线方向和磁场强度的历史记录;
[0044] 根据所述初始位置点的磁感线方向和磁场强度的历史记录,获取所述初始位置点的磁感线方向的变化率和磁场强度的变化率;
[0045] 获取所述霍尔元件组的可用数量;
[0046] 将所述初始位置点的磁感线方向的变化率和磁场强度的变化率分别由高至低进行排列,根据所述霍尔元件组的可用数量,筛选出若干个磁场检测点。
[0047] 在本发明的一个实施例中,所述获取所述磁场检测点处的磁感线方向和磁场强度和历史记录的步骤,包括,
[0048] 根据所述开关磁阻电机中定子和转子线圈的形状和相对位置,获取所述开关磁阻电机中的空腔结构历史记录;
[0049] 获取若干个所述磁场检测点之间的相对位置关系;
[0050] 在同一个所述开关磁阻电机中的空腔结构中,若空腔结构中位于所述定子线圈一侧的多个所述磁场检测点处的磁感线方向和/或磁场强度异常,则剔除异常数据。
[0051] 在本发明的一个实施例中,所述在同一个所述开关磁阻电机中的空腔结构中,若空腔结构中位于所述定子线圈一侧的多个所述磁场检测点处的磁感线方向和/或磁场强度异常,则剔除异常数据的步骤,包括,
[0052] 若同一个空腔结构中位于同一个所述定子线圈的磁极一侧的多个所述磁场检测点处的任意两个的磁感线方向相互平行,则将该两个磁场检测点采集的磁感线方向和磁场强度作为异常数据进行剔除。
[0053] 在本发明的一个实施例中,所述在同一个所述开关磁阻电机中的空腔结构中,若空腔结构中位于所述定子线圈一侧的多个所述磁场检测点处的磁感线方向和/或磁场强度异常,则剔除异常数据的步骤,包括,
[0054] 若同一个空腔结构中位于同一个所述定子线圈的磁极一侧的多个所述磁场检测点处的磁感线方向相同,且与所述转子旋转轴线的距离相同,则将该多个磁场检测点采集的磁感线方向和磁场强度作为异常数据进行剔除。
[0055] 在本发明的一个实施例中,所述在同一个所述开关磁阻电机中的空腔结构中,若空腔结构中位于所述定子线圈一侧的多个所述磁场检测点处的磁感线方向和/或磁场强度异常,则剔除异常数据的步骤,包括,
[0056] 若同一个空腔结构中位于同一个所述定子线圈的磁极一侧的多个所述磁场检测点处的磁感线方向相同且磁场强度相同,则将该多个磁场检测点采集的磁感线方向和磁场强度作为异常数据进行剔除。
[0057] 本发明通过控制定子线圈组中驱动电流,有效降低了开关磁阻电机的转矩脉动。
[0058] 当然,实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。