阅读说明：本技术 一种开关磁阻电机驱动器运行智能控制方法 (switched reluctance motor driver operation intelligent control method ) 是由 赵跃东 刘宇航 牛根艺 张�浩 刘平顺 范红伟 于 2019-11-08 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种开关磁阻电机驱动器运行智能控制方法,本发明所述的开关磁阻电机驱动器采用不对称半桥电路拓扑,利用电路原理与开关磁阻电机原理,在开关磁阻电机驱动装置某一回路出现过流故障时,封锁故障相电流,保持其他回路的电流输出,使其他定子磁极产生磁场,达到对开关磁阻电机静态保持锁止的目的。该方法简单、运算量小、可靠性高,可在无位置传感器、不增加系统硬件的前提下实施,为开关磁阻电机某一回路过流故障时的电机静态锁止提供了一种处理方法。(The invention discloses an intelligent control method for switched reluctance motor drivers, which adopts an asymmetric half-bridge circuit topology, utilizes a circuit principle and a switched reluctance motor principle, blocks fault phase current when an overcurrent fault occurs in a certain loop of a switched reluctance motor driving device, keeps current output of other loops, and enables other stator magnetic poles to generate magnetic fields so as to achieve the aim of statically keeping locking of the switched reluctance motor.)

一种开关磁阻电机驱动器运行智能控制方法

技术领域

本发明涉及电机驱动器控制技术领域，尤其涉及一种开关磁阻电机驱动器运行智能控制方法。

背景技术

目前，开关磁阻电机因具有结构简单坚固、控制灵活、调速范围宽、无位置传感器运行时可位置闭环等优点，因而在电动汽车、提升、曳引机等诸多领域得到了日益广泛的应用。因其驱动电路拓扑为各相独立的不对称半桥电路，因此各相电流控制相对独立，可分别控制。在提升和曳引机场合下使用时，当线路发生匝间短路等单相过流故障时，往往其他相并未损坏可正常运行。当前的开关磁阻电机驱动器都借鉴普通异步/同步电机变频器的过流保护方法，当出现单相过流时封锁所有回路信号，保证各个回路都停止输出，避免故障进一步扩大。但对于开关磁阻电机，这种保护设计过于保守，不利于充分发挥不对称半桥的拓扑优势。

发明内容

本发明的目的是提供一种开关磁阻电机驱动器运行智能控制方法，能够控制开关磁阻电机驱动器在不对称半桥电路发生单相过流故障时，保持输出零速满转矩。

本发明采用的技术方案为：

一种开关磁阻电机驱动器运行智能控制方法，当不对称半桥电路发生单相桥臂故障时，控制开关磁阻电机静态保持满转矩，为方便说明，以四相不对称半桥电路中发生故障相为A相作为实例，其特征在于：

步骤1：当A相过流检测电路上报过流故障时，不对称半桥控制系统控制A相上下桥臂的控制脉冲输出为低电平从而封锁A相上下桥臂的控制脉冲，关断A相上下桥臂的主开关器件，停止A相电流输出。

步骤2：封锁A相上下桥臂后，不对称半桥控制系统将开关磁阻电机旋转方向的下一对应B相绕组不对称半桥下桥臂主开关器件的控制脉冲设为高电平常开信号，从而打开B相绕组不对称半桥下桥臂，上桥臂根据PI调节电流法控制B相绕组输出电流达到电机额定电流的m%，其中m的值可设。

步骤3：B相电流达到电机额定电流m%以后，维持t1时间使电机转子稳定于静态锁止状态，然后调整B相电流PI调节的给定值，使B相电流在t2时间内线性降低为额定电流的n%，其中n的值可设。

步骤4：B相电流稳定在额定电流的n%后，不对称半桥控制系统向上级集控设备发出故障信号，通知运行中A相发生过流故障，B相处于额定电流n%状态，电机稳定于静态锁止状态，请求上级集控设备启动应急处置方案。

步骤5：上级集控设备应急处置后，下发解除静态锁止指令到不对称半桥的控制系统，不对称半桥控制系统控制B相上下桥臂的控制脉冲为低电平从而停止B相上下桥臂主开关器件的触发信号，关断B相上下桥臂的主开关器件，B相停止电流输出，解除电机静态锁止。

本发明中所述的静态锁止状态是指电机转子抱闸，故障相的电机旋转方向的下一对应相输出电流稳定在额定电流的n%时的状态。以A相为故障相为例，则静态锁止状态是指电机转子抱闸，B相输出电流稳定在额定电流n%后的状态。

本发明一种基于不对称半桥电路的单相过流故障下开关磁阻电机驱动器输出零速满转矩可静态保持锁止的方法。采用不对称半桥电路拓扑结构，利用电路原理与开关磁阻电机原理，在开关磁阻电机驱动装置某一回路出现桥臂故障时，对其他回路进行电流输出，使其他定子磁极产生磁场，最终达到对开关磁阻电机静态保持锁止的目的。该方法简单、运算量小、可靠性高，可在不增加系统硬件的前提下实施，为开关磁阻电机某一回路过流故障或驱动器某一桥臂故障时的电机可保持静态锁止提供了一种处理方法。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的流程图；

图2为本发明实施例中不对称半桥四相开关磁阻电机的驱动主电路图；

图3为本发明实施例中不对称半桥开关磁阻电机的一相工作电路图；

图4为本发明实施例中故障相和旋转方向下一对应相电流波形图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“ 中心”，“ 横向”、“ 纵

向”、“ 长度”、“ 宽度”、“ 厚度”、“ 上”、“ 下”、“ 前”、“ 后”、“ 左”、“ 右”、“ 竖直”、“ 水平”、“ 顶”、“ 底”、“ 内”、“ 外”、“ 顺时针”、“ 逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本发明的具体保护范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书中的术语“ 第一”、“ 第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“ 包括”和“ 具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

如图1、2和3所示，本发明包括一种开关磁阻电机驱动器运行智能控制方法，能够控制开关磁阻电机驱动器在不对称半桥电路发生单相过流故障时，保持输出零速满转矩。

本发明中开关磁阻电机驱动器采用不对称半桥电路，拓扑主电路如图1所示。外加电源通过电容C加至各相绕组两端，其中各相绕组的正极接至P+，负极接至N-。每相绕组的不对称半桥电路相同，包括有两个主开关器件、两个续流二极管、滤波电感和电流检测装置，其中A相的主开关器件为V1和V2，续流二极管为VD1和VD2，滤波电感为A，电流检测装置为TA1，B相的主开关器件为V3和V4，续流二极管为VD3和VD4，滤波电感为B，电流检测装置为TA2，C相的主开关器件为V5和V6，续流二极管为VD5和VD6，滤波电感为C，电流检测装置为TA3，D相的主开关器件为V7和V8，续流二极管为VD7和VD8，滤波电感为D，电流检测装置为TA4。

当不对称半桥电路发生单相桥臂故障时，控制开关磁阻电机静态保持满转矩，为方便说明，以四相不对称半桥电路中发生故障相为A相，以动作相为B相作为实例，实际使用中动作相可以是除A相外任一相：

步骤1：当A相过流检测电路上报过流故障时，不对称半桥控制系统控制A相上下桥臂主开关器件V1和V2的控制脉冲输出为低电平从而封锁A相上下桥臂的控制脉冲，关断A相上下桥臂主开关器件V1和V2，停止A相电流输出。

步骤2：封锁A相上下桥臂主开关器件V1和V2后，不对称半桥控制系统将开关磁阻电机旋转方向的下一对应B相绕组不对称半桥下桥臂主开关器件V4的控制脉冲设为高电平常开信号，从而打开B相绕组不对称半桥下桥臂，上桥臂根据PI调节电流法控制B相绕组输出电流达到电机额定电流的m%，其中m的值可设。

步骤3：B相电流达到电机额定电流m%以后，维持t1时间使电机转子稳定于静态锁止状态，然后调整B相电流PI调节的给定值，使B相电流在t2时间内线性降低为额定电流的n%，其中n的值可设。

步骤4：B相电流稳定在额定电流n%后，不对称半桥控制系统向上级集控设备发出故障信号，通知运行中A相发生过流故障，B相处于额定电流n%状态，电机稳定于静态锁止状态，请求上级集控设备启动应急处置方案。

步骤5：上级集控设备应急处置后，下发解除静态锁止指令到不对称半桥的控制系统，不对称半桥控制系统控制B相上下桥臂的控制脉冲输出为低电平从而停止B相上下桥臂主开关器件V3和V4的触发信号，关断B相上下桥臂的主开关器件V3和V4，B相停止电流输出，解除电机静态锁止。

本发明中所述的静态锁止状态是指电机转子抱闸，故障相的电机旋转方向的下一对应相输出电流稳定在额定电流的n%时的状态。以A相为故障相为例，则静态锁止状态是指电机转子抱闸，B相输出电流稳定在额定电流n%后的状态。当开关磁阻电机其他相发生过流故障时，采用同样方式处理。

本专利正是针对基于多相不对称半桥主回路的开关磁阻电机驱动器发生桥臂故障后可继续输出零速满转矩功能进行说明

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。