[发明专利]开关磁阻发电机固定开通角优化关断角的方法

摘要

本发明公布了一种开关磁阻发电机固定开通角优化关断角的方法，属于开关磁阻发电机控制的技术领域。本发明1.首先根据开关磁阻发电机的电压方程推导相电流表达式，在此基础上积分求出一个周期内的平均电磁功率表达式，并从中分离出只与开通关断角度相关的因式。2.然后固定开通角，关断角在合理范围内变化，将该因式看成关断角的单变量函数，根据其高阶导数的特性分三种情况求解其最大值对应的关断角。本发明基于理论，简单易行，通用性好。

主权项

1、一种开关磁阻发电机固定开通角优化关断角的方法，其特征在于包括如下步骤：1)初始化所述开关磁阻发电机的相电感L和开通角；2)合理的关断角θ_off处于步骤1所述相电感L的下降段即满足：θ_off∈[θ₂，θ₄]，且使得开关磁阻发电机的相磁链在相电感L最小段下降到零即满足：θoff∈[θ42,θ62],]]>如果上述两个区间存在交集，则步骤1所述开通角合理进入步骤3；否则当θ4>θ62]]>且θ2>θ62,]]>则开通角不合理，返回步骤1重新初始化开通角，其中θ₂为相电感L的第二转折角，θ₄为相电感L的第三转折角，θ₆为相电感L的第四转折角，下同；3)求取关断角θ_off的取值范围[x₁，x₂]：当θ4≤θ62]]>且θ2≥θ42,]]>则关断角θ_off的取值范围为：θ_off∈[θ₂，θ₄]；当θ4≤θ62]]>且θ2<θ42,]]>则关断角θ_off的取值范围为：θoff∈[θ42,θ4];]]>当θ4>θ62]]>且θ42≤θ2≤θ62,]]>则关断角θ_off的取值范围为：θoff∈[θ2,θ62];]]>当θ4>θ62]]>且θ2<θ42,]]>则关断角θ_off的取值范围为：θoff∈[θ42,θ62],]]>其中x₁为关断角θ_off的取值范围的左端点，x₂为关断角θ_off的取值范围的右端点；4)将所述开关磁阻发电机置于自励模式下，得到开关磁阻发电机一个转子周期的平均电磁功率：Pav=MUc22θrKωf(θoff),]]>其中M为开关磁阻电机的相数，θ_r为转子一个周期转过的角度，f()为单变量函数，f(θ_off)为关断角θ_off的单变量函数，^*U_c为所述开关磁阻发电机发电电容两端的电压，ω为转子角速度，K为相电感L斜率的绝对值；5)步骤4所述的关断角θ_off的单变量函数f(θ_off)的二阶导数的分子是一条抛物线，当它与θ_off轴的左交点D≥x₁，则进入步骤6，否则转步骤8；6)当步骤5所述的左交点D≤x₂，则进入步骤7，否则转步骤9；7)①当f(x₁)≥f(D)，则步骤5所述二阶导数恒正区间的最佳关断角θ′＝x₁，否则θ′＝D；②当f′(D)f′(x₂)＜0，则在θ_off∈[D，x₂]的区间上通过二分法计算得到步骤5所述二阶导数恒负区间的最佳关断角θ″，否则进入步骤③，其中f′()为f()的一阶导数，下同；③当f(D)≥f(x₂)，则步骤5所述二阶导数恒负区间的最佳关断角θ″＝D，否则θ″＝x₂；④当f′(θ′)≥f′(θ″)，则最优关断角θ＝θ′，否则最优关断角θ＝θ″；8)⑤当f′(x₁)f′(x₂)＜0，则在关断角θ_off的取值区间上通过二分法计算得到最优关断角θ，否则进入步骤⑥；⑥当f(x₁)≥f(x₂)，则最优关断角θ＝x₁，否则最优关断角θ＝x₂；9)⑦当f(x₁)≥f(x₂)，则最优关断角θ＝x₁，否则最优关断角θ＝x₂；10)将步骤7、8或9所述最优关断角θ转化为开关磁阻电机的常用坐标系，即转子极与定子槽轴线对齐位置定义为零度的坐标系下的最优关断角θ_OFF，θOFF=θ-θ12-θ22+θr2,]]>其中θ₁为相电感L的第一转折角。