在1.5kW开关磁阻电机测试台上对基于预测控制的电流传感器复用算法进行了测试。在测试中,控制算法的执行频率为5 k Hz,为保证采用时间,占空比被限定在5%~95%。本节重点对传感器复用时的采样效果进行比较,因此采用恒参考电流追踪,参考电流为6.5 A,开关角分别为15°和155°(电角度)。
图8.8为单传感器的电流波形和相电流实际波形。在两相同时开通区间,当任一相处于零压续流后续流状态时,电流传感器的值为另一相的值。如果两相的下桥同处于关断状态,则电流传感器中电流为0;如果两相下桥同时开通,则电流传感器的电流为两相之和。实验说明在该种拓扑结构下,电流传感器可以实现复用。
图8.8 单传感器采集电流和实际电流比较
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图8.9 500 r/min时3种控制方法的电流波形比较
(a)10 A参考电流下的电流波形;(b)15 A参考电流下的电流波形。
在实验中还对3种控制方法在不同工况下的电流追踪效果进行了对比,包括滞环控制、预测控制、采用单传感器的预测控制。图8.9(a)表示3种控制算法在500 r/min、10 A参考电流下的电流波形;图8.9(b)表示在500 r/min、15 A参考电流下的电流波形,该参考电流下电机处于饱和状态。在两种工况下,预测控制的追踪精度都要高于滞环控制;在达到参考电流后,单传感器预测控制的追踪精度和常规预测控制比较接近,这说明传感器复用对控制算法的精度影响较小,有较高实用性。但是,在达到参考电流之前,单传感器预测控制的波动较大,主要由于此时的占空比通常为100%,考虑到传感器复用所需的最小采样时间,对占空比进行了限制,该限制对电流控制产生了一定的影响。3种控制算法在1 000 r/min、10 A参考电流下的电流波形如图8.10所示,常规预测控制和滞环控制有接近的追踪效果,但单传感器预测控制的电流偏低,随着速度的增加真空比逐渐增加,在高速时限制占空比会对控制效果产生影响。
图8.10 1 000 r/min时3种控制方法的电流波形比较
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