【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
所描述的实施例一般涉及开关磁阻电机，尤其涉及降低开关磁阻电机(srm)中的声学噪声。
技术介绍
1、一个多世纪以来，电机已经作为发动机和发电机被广泛地应用于工业中。电动机消耗大量的电能，全球约46％的电力需求来自电动机(参见示例，《高效发动机选择和应用指南——工业手册》，美国能源部先进制造办公室，2014年2月[线上]。可查阅：http://www.energy.gov/)。预计未来几十年内，与发动机相关的电能消耗将会增加，例如，由于电动汽车进入市场的比重提高；可再生能源系统的加速使用；在中产阶级不断壮大的辖区中家用电器的销量增加，以及因气候变化而面临气温大幅上升的地区对冷却设备的需求不断增长。在运输部门(例如推进电机)、工业部门(例如泵)、商业部门(例如压缩机)、住宅部门(例如风扇)和能源生产部门(例如风力涡轮机)中，对用于各种应用的高效率、高性能和低成本电动机的需求不断增加。
2、稀土磁体在各种电机应用中被大量使用。永磁体的制造代表了稀土金属最大程度的使用。永磁(permanet magnet,pm)电机中的转子磁体提供磁通的独立源。在转子中嵌入磁铁的内部永磁电机目前用于大多数电气化动力系统应用中。磁体位于转子表面的表面永磁电机越来越多地用于住宅应用。然而，与稀土金属相关的价格波动和供应链风险可能会限制永磁电机的可用性。此外，稀土金属的提取和加工对环境有不利影响。伴随稀土金属供应的挑战可能会阻碍电机行业应对高效率、高性能和低成本电机日益增长的需求。
3、磁阻电机是一种电机，其中通过电机的可移动部分移动
4、srm因其简单、低成本的结构和坚固性而适用于许多应用，包括牵引和机动车辆的应用。然而，srm可能具有很强的声学噪声和振动，这可能会阻碍srm在噪声敏感应用中的使用，例如推进、电器、加热和通风系统。
技术实现思路
1、以下概述旨在向读者介绍详细描述的各个方面，但不是定义或界定任何专利技术。
2、本申请提供了用于控制开关磁阻电机的系统、方法和计算机程序产品。在一些示例中，开关磁阻电机可被控制以降低开关磁阻电机产生的声学噪声。用于驱动开关磁阻电机的电流波形可被控制，以降低声学噪声。这可以使开关磁阻电机在各种应用中得到更广泛的应用。
3、开关磁阻电机使用选择性电气线圈(electrical coils)来感应磁通并迫使开关磁阻电机的转子旋转。开关磁阻电机的运行可以通过控制如何向电气线圈提供电流来控制。开关磁阻电机的给定相位线圈的电位电流波形可被评估，以便选择降低开关磁阻电机的声学噪声水平的波形。对于每个电位电流波形，可以确定开关磁阻电机的累积声压等级。累积声压等级可以基于预期由电位电流波形产生的多个谐波声压等级来确定。目标电流波形可以被识别为与最优累积声压等级相关联的电位电流波形。然后可以将目标电流波形施加到开关磁阻电机的相应相位线圈，以便在降低噪声的同时运行开关磁阻电机。
4、根据一些方面，本申请提供了控制开关磁阻电机的方法。所述方法可包括确定与所述开关磁阻电机相应的相位线圈的多个电位相电流波形；对于每个电位相电流波形，确定所述开关磁阻电机的累积声压等级，所述累积声压等级由多个谐波声压等级来确定，所述多个谐波声压等级预期由所述电位相电流波形确定；将所述目标相电流波形识别为与最优累积声压等级相关联的电位相电流波形；以及将所述目标相电流波形应用至与所述开关磁阻电机相应的相位线圈。
5、使用迭代优化过程来确定所述目标相电流波形，所述迭代优化过程的每次迭代包括：识别迭代专用的电位相电流波形；确定与所述迭代专用的电位相电流波形相关联的多个迭代专用的周向阶次；确定与所述迭代专用的电位相电流波形相关联的多个径向力谐波幅度；确定与所述迭代专用的电位相电流波形相关联的多个迭代专用的强制频率；以及使用所述多个迭代专用的周向阶次、所述多个迭代专用的强制频率和所述多个径向力谐波幅度来确定所述迭代专用的电位相电流波形的累积声压等级。
6、所述累积声压级可以通过以下方式确定：识别多个迭代专用的谐波声压等级，每个迭代专用的谐波声压等级基于所述迭代专用的周向阶次中的一个、所述迭代专用的强制频率中的一个和所述径向力谐波幅度中的一个的组合来确定；将所述多个迭代专用的谐波声压等级之和确定为所述累积声压等级。
7、使用基于与特定周向阶次和特定强制频率相关联的模拟声压等级所定义的查找表可确定每个迭代专用的谐波声压等级。
8、可以在预处理阶段期间定义查找表，并且预处理阶段可以包括基于开关磁阻电机的几何形状和极点配置来确定开关磁阻电机的多个主导周向模态(dominantcircumferential modes)；对于每一个主导周向模态，确定与所述主导周向模态相关联的固有频率；通过使用所述开关磁阻电机的振动声学模型模拟对应于接近固有频率的至少一个频率值的合成声压等级来确定与所述主导周向模态相关联的所述模拟声压级；以及将所述模拟声压等级存储至与相应的所述主导周向模态和所述频率值相关联的查找表中。
9、所述多个主导周向模态可通过以下方式确定：将所述开关磁阻电机的磁极的数量识别为所述开关磁阻电机的定子磁极的数量与所述开关磁阻电机的相位的数量之比；以及将所述多个主导周向模态识别为所述多个磁极的函数。
10、所述的方法可包括，对于每个主导周向模态，还包括：识别由于径向力密度谐波的采样效应而激发所述主导周向模态的更高周向阶次的径向力谐波；以及确定与所述主导周向模态相关联的所述模拟声压等级，以包括由识别的更高周向阶次的径向力谐波产生的声压。
11、确定多个迭代专用的强制频率可以包括：确定所述开关磁阻电机的电机速度；确定与所述迭代专用的电位相电流波形相关联的多个迭代专用的时序；以及基于所述电机速度和所述多个迭代专用的时序来确定所述多个迭代专用的强制频率。
12、确定多个迭代专用的时序可以包括：确定与所述迭代专用的电位相电流波形相关联的径向力波形；以及通过对所述径向力波形应用快速傅立叶变换来计算所述多个迭代专用的时序。
13、所述方法可以包括确定多个主导时序；确定对应于所述多个主导时序的主导迭代专用时序的子集；以及基于电机速度和主导迭代专用时序的所述子集来确定所述多个迭代专用的强制频率。
14、基于所述开关磁阻电机的几何形状和极点配置可确定所述多个主导时序。
15、确定多个主导时序可以包括：将一次机械旋转中的多个冲程识别为所述开关磁阻电机的多个转子极与所述开关磁阻电机的多个相位的乘积；以及将所述主导时序识别为所述多个冲程的函数。
16、确定所述多个迭代专用周向阶次可以包括：确定与所述迭代专用的电位相电流波形相关联的径向力波形；本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种控制开关磁阻电机的方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用迭代优化过程来确定所述目标相电流波形，所述迭代优化过程的每次迭代包括：
3.根据权利要求2所述的控制开关磁阻电机的方法，其特征在于，其中所述累积声压等级由以下方式确定：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，使用基于与特定周向阶次和特定强制频率相关联的模拟声压等级所定义的查找表来确定每个迭代专用的谐波声压等级。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在预处理阶段定义所述查找表，所述预处理阶段包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述多个主导周向模态通过以下方式确定：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，对于每个主导周向模态，还包括：
8.根据权利要求2至7中任一项所述的方法，其特征在于，其中确定所述多个迭代专用的强制频率包括：
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，确定所述多个迭代专用的时序包括：
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，其中基于所述开关磁阻电机的几何形状和极点配置来确定所述多个主导时序。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，确定所述多个主导时序包括：
13.根据权利要求2至12中任一项所述的方法，其特征在于，确定所述多个迭代专用的周向阶次包括：
14.根据权利要求2至13中任一项所述的方法，其特征在于，确定所述多个径向力谐波幅度包括：确定与所述迭代专用的电位相电流波形相关联的径向力波形；以及
15.根据权利要求13和14中任一项所述的方法，其特征在于，通过对径向力波形应用所述快速傅立叶变换来同时确定所述多个迭代专用周向阶次和所述多个径向力谐波幅度。
16.根据权利要求13至15中任一项所述的方法，其特征在于，使用基于所述开关磁阻电机的电机速度和直流链路电压的动力电机驱动模型来确定所述径向力波形。
17.根据权利要求13至15中任一项所述的方法，其特征在于，所述径向力波形是基于所述开关磁阻电机的电机速度、相电压和相电流来确定的。
18.一种系统，包括：
19.根据权利要求18所述的系统，其特征在于，所述控制器被配置为使用迭代优化过程来确定所述目标相电流波形，其中所述迭代优化过程的每次迭代包括：
20.根据权利要求19所述的系统，其特征在于，所述控制器被配置为通过以下方式确定所述累积声压等级：
21.根据权利要求20所述的系统，其特征在于，还包括非暂态存储的存储器，所述非暂态存储的存储器存储了基于与特定周向阶次和特定强制频率相关联的模拟声压等级定义的查找表，所述控制器被配置为使用所述查找表来确定每个迭代专用的谐波声压等级。
22.根据权利要求21所述的系统，其特征在于，在预处理阶段期间确定所述查找表，所述预处理阶段包括：
23.根据权利要求22所述的系统，其特征在于，所述多个主导周向模态由以下方式确定：
24.根据权利要求23所述的系统，其特征在于，针对每个主导周向模态：
25.根据权利要求19至24中任一项所述的系统，其特征在于，所述控制器被配置为通过以下方式确定所述多个迭代专用的强制频率：
26.根据权利要求25所述的系统，其特征在于，所述控制器被配置为通过以下方式确定所述多个迭代专用的时序：
27.根据权利要求26所述的系统，其特征在于，所述控制器被配置为：
28.根据权利要求27所述的系统，其特征在于，基于所述开关磁阻电机的几何形状和极点配置来预先确定所述多个主导时序。
29.根据权利要求28所述的系统，其特征在于，所述多个主导时序由以下方式预先确定：
30.根据权利要求19至29中任一项所述的系统，其特征在于，所述控制器被配置为通过以下方式确定所述多个迭代专用的周向阶次：
31.根据权利要求19至30中任一项所述的系统，其特征在于，所述控制器被配置为通过以下方式确定所述多个径向力谐波幅度：
32.根据权利要求30和31中任一项所述的系统，其特征在于，所述控制器被配置为通过将所述快速傅立叶变换应用于所述径向力波形来同时确定所述多个迭代专用的周向阶次和所述多个径向力谐波幅度。
33.根据权利要求30至32中任一项所述的系统，其特征在于，所述控制器被配置为使用基于所述开关磁阻电机的电机速度和直流链路电压的动力电机驱动模型来确...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种控制开关磁阻电机的方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用迭代优化过程来确定所述目标相电流波形，所述迭代优化过程的每次迭代包括：
3.根据权利要求2所述的控制开关磁阻电机的方法，其特征在于，其中所述累积声压等级由以下方式确定：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，使用基于与特定周向阶次和特定强制频率相关联的模拟声压等级所定义的查找表来确定每个迭代专用的谐波声压等级。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在预处理阶段定义所述查找表，所述预处理阶段包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述多个主导周向模态通过以下方式确定：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，对于每个主导周向模态，还包括：
8.根据权利要求2至7中任一项所述的方法，其特征在于，其中确定所述多个迭代专用的强制频率包括：
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，确定所述多个迭代专用的时序包括：
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括：
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，其中基于所述开关磁阻电机的几何形状和极点配置来确定所述多个主导时序。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，确定所述多个主导时序包括：
13.根据权利要求2至12中任一项所述的方法，其特征在于，确定所述多个迭代专用的周向阶次包括：
14.根据权利要求2至13中任一项所述的方法，其特征在于，确定所述多个径向力谐波幅度包括：确定与所述迭代专用的电位相电流波形相关联的径向力波形；以及
15.根据权利要求13和14中任一项所述的方法，其特征在于，通过对径向力波形应用所述快速傅立叶变换来同时确定所述多个迭代专用周向阶次和所述多个径向力谐波幅度。
16.根据权利要求13至15中任一项所述的方法，其特征在于，使用基于所述开关磁阻电机的电机速度和直流链路电压的动力电机驱动模型来确定所述径向力波形。
17.根据权利要求13至15中任一项所述的方法，其特征在于，所述径向力波形是基于所述开关磁阻电机的电机速度、相电压和相电流来确定的。
18.一种系统，包括：
19.根据权利要求18所述的系统，其特征在于，所述控制器被配置为使用迭代优化过程来确定所述目标相电流波形，其中所述迭代优化过程的每次迭代包括：
20.根据权利要求19所述的系统，其特征在于，所述控制器被配置为通过以下方式确定...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。