輸器U6的端口X相連接，運(yùn)算放大器U2的輸出端口 0分別與電阻R3的另一端和 電阻R5的一端相連接，電阻R5的另一端分別與運(yùn)算放大器U3的反相輸入端口-和電容Ci的一 端相連接，運(yùn)算放大器U3的同相輸入端口 +接地，電流傳輸器U4的端口y接地，電流傳輸器U4 的端口X通過電阻Rd與電流傳輸器U5的端口X相連接，電流傳輸器U6的端口z接地，將輸入端 口A和輸入端口B之間的電路模型等效為電阻Rs與電機(jī)的可變電感L的串聯(lián)，構(gòu)建成開關(guān)磁 阻電機(jī)相繞組等效模擬器，電阻Rs模擬開關(guān)磁阻電機(jī)相繞組電阻，可變電感L模擬開關(guān)磁阻 電機(jī)相繞組電感，開關(guān)磁阻電機(jī)相繞組電感是電機(jī)轉(zhuǎn)子位置和相電流的函數(shù)，得到開關(guān)磁 阻電機(jī)等效模型，由開關(guān)磁阻電機(jī)等效模型模擬機(jī)電能量轉(zhuǎn)換開關(guān)磁阻電機(jī)可變電感L值 與電機(jī)相電流瞬時(shí)值i和電機(jī)轉(zhuǎn)子位置值Θ函數(shù)關(guān)系：
[0016](1)將運(yùn)算放大器U3的輸出端口0分別與電容Ci的另一端和乘法器U7-AD633的xl端口相連接，電流傳輸器U5的端口y與乘法器U7-AD633的w端口相連接，乘法器U7-AD633的 x2端口接地，乘法器U7-AD633的y2端口接地，電阻R6的一端和乘法器U7-AD633的w端口相連 接，電阻R6的另一端和乘法器U7-AD633的z端口相連接，電阻R7的一端和乘法器U7-AD633的 z端口相連接，電阻R7的另一端接地，電感倒數(shù)模塊的輸出端0與乘法器U7-AD633的y1端口 相連接，電感倒數(shù)模塊的輸出電壓值是vy，電感倒數(shù)模塊的輸入是電機(jī)相電流瞬時(shí)值i和電 機(jī)轉(zhuǎn)子位置值Θ;
[0017] ⑵電感倒數(shù)模塊的可變電感L值可以表示為：
[0019]式中，則，1?3，1?5，1?6，1?7，1?(1為相應(yīng)的電阻值，(^為相應(yīng)的電容值。電壓值^是電機(jī) 相電流瞬時(shí)值i和轉(zhuǎn)子位置值Θ的函數(shù)。
[0020] 將輸入端口A和輸入端口B之間的電路模型等效為電阻Rs與電機(jī)的可變電感L的串 聯(lián)，構(gòu)建成開關(guān)磁阻電機(jī)相繞組等效模擬器，電阻Rs模擬開關(guān)磁阻電機(jī)相繞組電阻，可變電 感L模擬開關(guān)磁阻電機(jī)相繞組電感，開關(guān)磁阻電機(jī)相繞組電感是電機(jī)轉(zhuǎn)子位置和相電流的 函數(shù)，得到開關(guān)磁阻電機(jī)等效模型。
[0021] 所述電感倒數(shù)模塊由數(shù)字處理芯片、模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器ADC、數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器DAC 構(gòu)成，模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器ADC的輸入是電機(jī)相電流瞬時(shí)值i和電機(jī)轉(zhuǎn)子位置值Θ，模擬/數(shù)字轉(zhuǎn) 換器ADC的輸出端與數(shù)字處理芯片的輸入端相連接，數(shù)字處理芯片的輸出端與數(shù)字/模擬轉(zhuǎn) 換器DAC的輸入端相連接，數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器DAC的輸出是電壓值vy。
[0022] 圖2為本發(fā)明的開關(guān)磁阻電機(jī)相繞組模擬器模擬的開關(guān)磁阻電機(jī)相電壓UA'、相電 流iA'和磁鏈Φα'波形。如圖2可見，所建立的開關(guān)磁阻電機(jī)相繞組模擬器，能模擬機(jī)電能量轉(zhuǎn) 換開關(guān)磁阻電機(jī)可變電感L值與電機(jī)相電流瞬時(shí)值i和電機(jī)轉(zhuǎn)子位置值Θ函數(shù)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)開 關(guān)磁阻電機(jī)系統(tǒng)電路仿真、實(shí)時(shí)仿真與實(shí)時(shí)控制，計(jì)算快、精確高、不占用存儲(chǔ)空間，解決了 開關(guān)磁阻電機(jī)系統(tǒng)仿真模擬成本與實(shí)時(shí)性之間的矛盾，會(huì)使開關(guān)磁阻電機(jī)系統(tǒng)輸出轉(zhuǎn)矩消 脈動(dòng)、無位置傳感器控制精確高。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種機(jī)電能量轉(zhuǎn)換開關(guān)磁阻電機(jī)模擬方法，包括采用開關(guān)磁阻電機(jī)相繞組模擬器， 開關(guān)磁阻電機(jī)相繞組模擬器包括三只運(yùn)算放大器U1、U2和U3、三只電流傳輸器U4、U5和U6、 電感倒數(shù)模塊、一只乘法器U7-AD633、九只電阻1?1、1?2、1?、1?4、1?5、1?6、1?7、1^、1^和一只電容 C1，輸入端口為A和B;輸入端口 A通過電阻Rs分別與運(yùn)算放大器Ul的同相輸入端口 +和電流傳 輸器U4的端口 z相連接，輸入端口 B分別與電流傳輸器U5的端口 z和電流傳輸器U6的端口 y相 連接，運(yùn)算放大器Ul的輸出端口 O分別與運(yùn)算放大器Ul的反相輸入端口-和電阻心的一端相 連，電阻R1的另一端分別與運(yùn)算放大器U2的反相輸入端口-和電阻R 3的一端相連接，運(yùn)算放 大器U2的同相輸入端口 +分別與電阻R2和電阻R4的一端相連接，電阻R4的另一端接地，電阻 R2的另一端與電流傳輸器U6的端口 X相連接，運(yùn)算放大器U2的輸出端口 O分別與電阻R3的另 一端和電阻R5的一端相連接，電阻R5的另一端分別與運(yùn)算放大器U3的反相輸入端口-和電容 C1的一端相連接，運(yùn)算放大器U3的同相輸入端口 +接地，電流傳輸器U4的端口 y接地，電流傳 輸器U4的端口 X通過電阻Rd與電流傳輸器U5的端口 X相連接，電流傳輸器U6的端口 z接地，其 特征在于： 將運(yùn)算放大器U3的輸出端口 O分別與電容Ci的另一端和乘法器U7-AD633的1!端口相連 接，將電流傳輸器U5的端口 y與乘法器U7-AD633的w端□相連接，乘法器U7-AD633的X2端口 接地，乘法器U7-AD633的y 2端口接地，將電阻R6的一端與乘法器U7-AD633的w端口相連接， 電阻R6的另一端與乘法器U7-AD633的z端口相連接，電阻R 7的一端和乘法器U7-AD633的z端 口相連接，電阻R7的另一端接地，將電感倒數(shù)模塊的輸出端O與乘法器U7-AD633的 71端口相 連接，電感倒數(shù)模塊的輸出電壓值為Vy，電感倒數(shù)模塊的輸入為電機(jī)相電流瞬時(shí)值i和電機(jī) 轉(zhuǎn)子位置值Θ ;由開關(guān)磁阻電機(jī)等效模型模擬機(jī)電能量轉(zhuǎn)換開關(guān)磁阻電機(jī)可變電感L值與電 機(jī)相電流瞬時(shí)值i和電機(jī)轉(zhuǎn)子位置值Θ函數(shù)關(guān)系，電感倒數(shù)模塊的可變電感L值由下式得出：式中：1?1、1?3、1?5、1?6、1?7、1?(1為電阻值，(^為電容值，￥7為電壓值，電壓值￥7為電機(jī)相電流 瞬時(shí)值i和轉(zhuǎn)子位置值Θ的函數(shù)； 將輸入端口 A和輸入端口 B之間的電路模型等效為電阻Rs與電機(jī)的可變電感L的串聯(lián)， 構(gòu)建成開關(guān)磁阻電機(jī)相繞組等效模擬器，電阻Rs模擬開關(guān)磁阻電機(jī)相繞組電阻，可變電感L 模擬開關(guān)磁阻電機(jī)相繞組電感，開關(guān)磁阻電機(jī)相繞組電感是電機(jī)轉(zhuǎn)子位置和相電流的函 數(shù)，得到開關(guān)磁阻電機(jī)等效模型。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)電能量轉(zhuǎn)換開關(guān)磁阻電機(jī)模擬方法，其特征在于:所述的電 感倒數(shù)模塊由數(shù)字處理芯片、模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器ADC、數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器DAC構(gòu)成，模擬/數(shù)字 轉(zhuǎn)換器ADC的輸入為電機(jī)相電流瞬時(shí)值i和電機(jī)轉(zhuǎn)子位置值Θ，模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器ADC的輸出 端連接數(shù)字處理芯片的輸入端相，數(shù)字處理芯片的輸出端連接數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器DAC的輸入 端相，數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器DAC的輸出為電壓值vy。
【專利摘要】一種機(jī)電能量轉(zhuǎn)換開關(guān)磁阻電機(jī)模擬方法，適用于各種相數(shù)開關(guān)磁阻電機(jī)。采用三只運(yùn)算放大器、三只電流傳輸器、數(shù)字處理芯片與模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器和數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器構(gòu)成的電感倒數(shù)模塊、一只乘法器、九只電阻、一只電容、構(gòu)成開關(guān)磁阻電機(jī)相繞組模擬器。該電路模擬方法簡(jiǎn)單、能實(shí)現(xiàn)開關(guān)磁阻電機(jī)系統(tǒng)電路仿真、實(shí)時(shí)仿真與實(shí)時(shí)控制，計(jì)算快、精確高、不占用存儲(chǔ)空間，為開關(guān)磁阻電機(jī)系統(tǒng)輸出轉(zhuǎn)矩消脈動(dòng)、無位置傳感器控制打下了基礎(chǔ)，具有重要的理論價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。
【IPC分類】H02P6/34
【公開號(hào)】CN105450108
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510802148
【發(fā)明人】陳昊, 梁燕
【申請(qǐng)人】中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【公開日】2016年3月30日
【申請(qǐng)日】2015年11月19日