1.一种基于分段解析建模的开关磁阻电机在线转矩估算方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)根据开关磁阻电机在一个电周期内磁链特性的对称性,在开关磁阻电机半个电周期内,以开关磁阻电机定子凸极中心与转子凹槽中心对齐位置作为基准位置,确定开关磁阻电机3个特殊位置角,根据特殊位置角将所述半个电周期分为五个区间I~V;
(2)针对步骤(1)中所确定的区间I~V,分别建立其磁链解析模型;
(3)根据步骤(2)中所得各区间的磁链解析模型,分别得到各区间的转矩解析模型;
(4)实时检测开关磁阻电机转子位置角和各相电流,代入步骤(3)所得转矩解析模型,即可得到开关磁阻电机的实时转矩值。
2.根据权利要求1所述的基于分段解析建模的开关磁阻电机在线转矩估算方法,其特征在于,步骤(1)中以开关磁阻电机定子凸极中心与转子凹槽中心对齐位置作为基准位置,根据转子极距τr、定子极弧角βs和转子极弧角βr,确定开关磁阻电机3个特殊位置角。
3.根据权利要求1所述的基于分段解析建模的开关磁阻电机在线转矩估算方法,其特征在于,所述3个特殊位置角的公式分别为:θ1=(τr‑βr‑βs)/2 (1)θhr=(τr‑βr)/2 (2)θ2=[τr‑(βr‑βs)]/2 (3)式中:θ1是转子凸极前沿与定子凸极后沿对齐的位置角,θhr是转子凸极前沿与定子凸极中心线重合的位置角,θ2是转子凸极前沿与定子凸极前沿对齐的位置角。
4.根据权利要求1所述的基于分段解析建模的开关磁阻电机在线转矩估算方法,其特征在于,所述五个区间I~V具体如下:第I区间:
第II区间:
第III区间:
第IV区间:
第V区间:
5.根据权利要求4所述的基于分段解析建模的开关磁阻电机在线转矩估算方法,其特征在于,步骤(2)针对每个区间建立的磁链解析模型具体为:第I区间磁链模型:
第II区间磁链模型:
第III区间磁链模型:
第IV区间磁链模型:
第V区间磁链模型:
式中:i表示相电流,θ表示转子当前位置,a0(i)=A01i,A01、Amj、Bmj、Cmj、Dmj、Emj为各相电流函数中的系数,所述各系数通过采用数值拟合法拟合磁链‑电流‑位置角数据得到,所述磁链‑电流‑位置角数据则通过实验法或有限元法获得。
6.根据权利要求5所述的基于分段解析建模的开关磁阻电机在线转矩估算方法,其特征在于,步骤(3)中确定各区间转矩解析模型的方法如下:根据式(4)‑(8)及转矩计算公式 可得各区间的转矩解析模型,分别为:
第I区间转矩模型,即根据式(4)及上述转矩计算公式,可得:
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T1(i,θ)=a11(i)θ+a12(i)θ+a13(i)θ (9)式中:
第II区间转矩模型,即根据式(5)及上述转矩计算公式,可得:2
T2(i,θ)=b20(i)+b21(i)θ+b22(i)θ (10)式中:
第III区间转矩模型,即根据式(6)及上述转矩计算公式,可得:2
T3(i,θ)=c30(i)+c31(i)θ+c32(i)θ (11)式中:
第IV区间转矩模型,即根据式(7)及上述转矩计算公式,可得:2
T4(i,θ)=d40(i)+d41(i)θ+d42(i)θ (12)式中:
第V区间转矩模型,即根据式(8)及上述转矩计算公式,可得:
2 3
T5(i,θ)=e51(i)(θ‑τr/2)+e52(i)(θ‑τr/2) +e53(i)(θ‑τr/2) (13)式中: