开关磁阻电机的电流斩波控制

器 以及 电流 电压信号的反馈模 块和转换模块 。
１ ． ２控 制 方 法
转子具有可变磁 阻回路 的新型 电机。它是一个
多变量 、强耦合 的非线性控制对象 ，其控制方
式根据可控变量 的不 同一般可分为 ３ 种 ，即角
度位置 控制方式 （ ＡＰ Ｃ）、电流斩波控制方式 （ Ｃ Ｃ Ｃ）和 电压斩波控制方式 （ Ｃ ＶＣ）。 电机 的中高速运行时 ，一般 采用 角度位置 控 制方 式，即 ＡＰ Ｃ。而在 电机低速 （ 一般系指 在额定转速的 ４ ０ ％ 以下 ） 、制动运行或是启动 时 ，一般 采用 电流 斩波控 制方 式 ，即 Ｃ ＣＣ， 获取恒转矩的机械特性。电流斩波控 制一般不 会对开通、关断角进 行控制，它将直接在每相 的特定导通位 置对 电流进 限值 “ 和“ 进行
比较 ，如果 “ ，即 ｉ 则相 应导 通相
的功率主开 关器件 Ｉ ＧＢ Ｔ关断 ，此刻 电流将 随 之减小 ，相应的 电压值也随之减小 ；在这其 间 电路一直反馈 电压信号 ，当反馈电压值减小 到 “ ， 即 时 ，将 会打开相应 的功率 主
绕 组 电流 的 控 制 。
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率开关器件及电机的冲 击，保护 电机 自身机械 结构及其开关器件的使用寿命 ，通常 ，我们采 用 固定开通 角 与关 断角 ％ ，调 节相 电流 的 方 式来进行控制 ， 这就是所谓的 电流斩波控 制。
果实 际测量得到的电流值大于给定上限值 ，功 率开 关器件 Ｉ Ｇ ＢＴ就会断开 ，使得 电流值迅速 下降 。反之 ，当电流值 下降到小于下 限值时 ， Ｉ ＧＢ Ｔ又会重新导 通 ，电流值迅速 上升 。如此
这 种 电流 斩波 的软件 编程 控制 简单 、直 观、快捷和有效 。
维持在设 定的 和 “ 之 间，此时相 电流将 维
３ 电流 斩 波 控 制 的 特 点
电流斩 波控 制方式 具有 简单直 接 、可 控
持在设 定的上 、下限值 ｆ 和ｆ 之间。不断重复 这 一过程 ， 则形成电流斩波波形 ， 如图 １ 所示 ，
直 至关断角位置功率开关器件关断 ，电流衰减 性 好 的特 点 ，避 免 了角 度 位 置 控 制 方 式 中 的 电 至０ ，开关磁阻 电机进行换 向，对换 向后 的绕 组仍然 采用 电流斩波控制方式进行控制。因为 当固定开通和 关断角时 ，对斩波限进行调节就 相 当于对 关断角进行调节 ，也就是可以知道 电 流开通 区间的长度。 流不可控 的问题 ，电流斩波控制是直接对电流 实施控 制，通过适当的与 电压斩波控制方式相 比，也具有较小 的开关损耗 ，是一种 比较常用
控 制方 式 。
除此之 外 ，电流斩 波控制 方式 还具有 如
下特点 ：
２ 电流 斩 波子 程 序
本 文设 置 ２ ０ ０ ｒ ／ ｍｉ ｎ 和６ ０ ０ ｒ ／ ａｉ ｒ ｎ 分 别作 为
低速运行的斩波限值 ，当通过位置 传感器获取
图１ ： 电流 斩 波控 制 相 电 流 波形
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文／ 刘 文天
道岔的表示 电路要检查 １ ４ ＃道岔与 １ ６ ＃道岔表
２ ０ １ ２年 ４月 份 至 ６月 间， 酒 泉站 １ ４ ／ １ ６ ＃道岔 多次发 生道岔 由 定 位 向 反 位 或 反 位 向 定 位 不 能 可
图２ ： 电流 斩 波 控 制程 序 流程 图
１ 电流 斩 波控 制 的 实现 原 理 与控 制 方 法
电流斩波控制又称为 电流 Ｐ ＷＭ 控制 ，是 常用的传统控 制方式。
１ ． １ 实现 原 理
开 关器 件 Ｉ ＧＢ Ｔ，电流此 时就 会上升 ，相应 的
电压 值 也 会 随 之 上 升 。如 此 循 环 ，电 压值 将 会
电力电子 ・ Ｐ ｏ ｗｅ ｒ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ
开 关磁阻 电机 的电流斩波控制
文／ 王 俊利
当开关磁 阻电机 Ｓ Ｒ Ｍ 运行于低速 状态特
本 文 主 要 介 绍 了开 关 磁 阻 电
的转速值 已知的情 况下 ，求得开通角 ， 与关断
别是启动时 ，由于此时电机旋转 电动势较小 ， 角 一 ， 以及相 应 的电压上 下限值 ，就可 以对 机 的 电流 斩 波控 制 方 式 （ Ｃ Ｃ Ｃ ）的 Ｊ 原 理和 实现 方 法，可控 性好 。 电 ｌ 使得相 电流上升速度很快 ，可能会 出现过 电流 电机的运行状态做 出判断 ， 即进行转换和反馈 ， 流斩 波控制 方式 主要 用 于开 关磁 １ 或较大 电流尖峰 ，为有 效控 制相 电流脉动对功 然后通过软件编程设定 电流上 下限的参数。如 阻电机 低速运 行 或启动 时对 每相
其控 制方法如 图 １ 所示 ， 设定相 电流的上、
下限值分别为ｉ 和矗 与对应的 电压值 和“ ，
实际通过霍尔 电流传感器所获得 电流实际值为 ｉ，当转子 位置 角处于 ≤ ｏ ≤ ｏ 区间 ，由霍尔 传感器实 际检测得 到的相电流值为 ｉ，把该 电 流转换成 电压 “ ，再 把“经反馈 电路送给 电压
１ ３ ０ ・电子技 术与软 件工 程
Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ＆Ｓ ｏ ｆ ｔ ｗ ａ ｒ ｅ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ ● 电力 电子
谈对 Ｅ ／ Ｊ道岔启 动电路存在问题 的分析及解决办法
【 关键词 】开关磁 阻电机 电流斩波 相电流
在 电流斩波 电路中 ，使用的功率开关器件 往复循环下去 ，使得电流值一 直保持在 电流斩 开 关磁 阻 电机 （ Ｓ Ｒ Ｍ）是一 种必 须工 作 在 连续 的开关模式下 ， 具有双凸极结构的，定、 为Ｉ ＧＢ Ｔ、电压 比较器和测量 电流的霍 尔传感 波 限值 附近 。其流程图如 图 ２所示 。