本申请公开了一种基于H桥功率电路的电励磁双凸极电机电流给定控制方法，涉及电励磁双凸极电机领域，该方法利用外环转速环和内环转矩环计算得到电流幅值给定值，然后利用电流给定函数来给定三相的相电流给定值，结合转速环、转矩环和电流环的三闭环控制方式可以使得整个区间内每相电枢绕组的出力合理，电流可以及时跟随电机反电势变化，从而抑制转矩脉动率，增大转矩电流比。通过使用H桥变换器以使三相解耦，同时母线电压利用率高，从而可以增大电机的调速范围，减小换相区间。
1.一种基于H桥功率电路的电励磁双凸极电机电流给定控制方法，其特征在于，所述方法包括：确定电励磁双凸极电机的实时电角度θ和三相电枢绕组的相电流实际值ip，p＝a、b、c分别表示三相电枢绕组；
利用外环转速环和内环转矩环、基于所述实时电角度θ和三相电枢绕组的相电流实际*值ip计算得到电流幅值给定值I；
按照每相电枢绕组对应的电流给定函数对所述电流幅值给定值I 进行分配，分别得到三相电枢绕组的相电流给定值将每一相电枢绕组的相电流给定值 和对应的相电流实际值ip的差值经过电流调节器、输出该相电枢绕组对应的开关控制信号；
按照三相电枢绕组对应的开关控制信号分别控制三相电枢绕组各自连接的H桥功率电路中的开关管的通断，每相电枢绕组的两端分别连接一个H桥功率电路的两个桥臂的桥臂中点；
所述电流给定函数是幅值系数与实时电角度θ之间的函数关系，按照每相电枢绕组对*应的电流给定函数对所述电流幅值给定值I进行分配，包括对于每一相电枢绕组：确定所述一相电枢绕组的电流给定函数中与所述实时电角度θ对应的幅值系数kp，确定所述一相电枢绕组的相电流给定值对所述电励磁双凸极电机的反电势曲线进行函数拟合，分别得到三相电枢绕组对应的电流给定函数，一个电周期内不同的实时电角度θ均有且仅有唯一对应的幅值系数；
对所述电励磁双凸极电机的反电势曲线进行直线函数拟合得到的三相电枢绕组对应的电流给定函数分别为：其中，fA(θ)是A相电枢绕组对应的电流给定函数，fB(θ)是B相电枢绕组对应的电流给定函数，fC(θ)是C相电枢绕组对应的电流给定函数，a为正电流相电流幅值系数，b为负电流相电流幅值系数；α为开通角，β为关断角且α＝β。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，计算得到电流幅值给定值I的方法包括：根据实时电角度θ和三相电枢绕组的相电流实际值ip确定所述电励磁双凸极电机的转速实际值n以及转矩实际值Te；
将所述电励磁双凸极电机的转速给定值n 和转速实际值n的差值经过转速调节器输出*得到转矩给定值Te；
将所述转矩给定值Te和所述转矩实际值Te的差值经过转矩调节器输出得到所述电流*幅值给定值I。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，确定转速实际值n以及转矩实际值Te的方法包括：对所述实时电角度θ进行转速计算确定转速实际值n；
确定转矩查询表中与所述实时电角度θ和三相电枢绕组的相电流实际值ip对应的转矩值得到所述转矩实际值Te；所述转矩查询表中记载不同的电角度和三相电流下的转矩值。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，按照三相电枢绕组对应的开关控制信号分别控制三相电枢绕组各自连接的H桥功率电路中的开关管的通断的方法包括：按照每相电枢绕组的所述开关控制信号指示的占空比控制所述一相电枢绕组连接的H桥功率电路中的所有开关管的通断。
5.一种基于H桥功率电路的电励磁双凸极电机电流给定控制方法，其特征在于，所述方法包括：确定电励磁双凸极电机的实时电角度θ和三相电枢绕组的相电流实际值ip，p＝a、b、c分别表示三相电枢绕组；
利用外环转速环和内环转矩环、基于所述实时电角度θ和三相电枢绕组的相电流实际*值ip计算得到电流幅值给定值I；
按照每相电枢绕组对应的电流给定函数对所述电流幅值给定值I 进行分配，分别得到三相电枢绕组的相电流给定值将每一相电枢绕组的相电流给定值 和对应的相电流实际值ip的差值经过电流调节器、输出该相电枢绕组对应的开关控制信号；
按照三相电枢绕组对应的开关控制信号分别控制三相电枢绕组各自连接的H桥功率电路中的开关管的通断，每相电枢绕组的两端分别连接一个H桥功率电路的两个桥臂的桥臂中点；
所述电流给定函数是幅值系数与实时电角度θ之间的函数关系，按照每相电枢绕组对*应的电流给定函数对所述电流幅值给定值I进行分配，包括对于每一相电枢绕组：确定所述一相电枢绕组的电流给定函数中与所述实时电角度θ对应的幅值系数kp，确定所述一相电枢绕组的相电流给定值对所述电励磁双凸极电机的反电势曲线进行函数拟合，分别得到三相电枢绕组对应的电流给定函数，一个电周期内不同的实时电角度θ均有且仅有唯一对应的幅值系数；
对所述电励磁双凸极电机的反电势曲线进行余弦型函数拟合得到的三相电枢绕组对应的电流给定函数分别为：其中，fA(θ)是A相电枢绕组对应的电流给定函数，fB(θ)是B相电枢绕组对应的电流给定函数，fC(θ)是C相电枢绕组对应的电流给定函数，a为正电流相电流幅值系数，b为负电流相电流幅值系数；α为开通角，β为关断角且α＝β。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，计算得到电流幅值给定值I的方法包括：根据实时电角度θ和三相电枢绕组的相电流实际值ip确定所述电励磁双凸极电机的转速实际值n以及转矩实际值Te；
将所述电励磁双凸极电机的转速给定值n 和转速实际值n的差值经过转速调节器输出*得到转矩给定值Te；
将所述转矩给定值Te和所述转矩实际值Te的差值经过转矩调节器输出得到所述电流*幅值给定值I。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，确定转速实际值n以及转矩实际值Te的方法包括：对所述实时电角度θ进行转速计算确定转速实际值n；
确定转矩查询表中与所述实时电角度θ和三相电枢绕组的相电流实际值ip对应的转矩值得到所述转矩实际值Te；所述转矩查询表中记载不同的电角度和三相电流下的转矩值。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，按照三相电枢绕组对应的开关控制信号分别控制三相电枢绕组各自连接的H桥功率电路中的开关管的通断的方法包括：按照每相电枢绕组的所述开关控制信号指示的占空比控制所述一相电枢绕组连接的H桥功率电路中的所有开关管的通断。
9.一种基于H桥功率电路的电励磁双凸极电机电流给定控制方法，其特征在于，所述方法包括：确定电励磁双凸极电机的实时电角度θ和三相电枢绕组的相电流实际值ip，p＝a、b、c分别表示三相电枢绕组；
利用外环转速环和内环转矩环、基于所述实时电角度θ和三相电枢绕组的相电流实际*值ip计算得到电流幅值给定值I；
按照每相电枢绕组对应的电流给定函数对所述电流幅值给定值I 进行分配，分别得到三相电枢绕组的相电流给定值将每一相电枢绕组的相电流给定值 和对应的相电流实际值ip的差值经过电流调节器、输出该相电枢绕组对应的开关控制信号；
按照三相电枢绕组对应的开关控制信号分别控制三相电枢绕组各自连接的H桥功率电路中的开关管的通断，每相电枢绕组的两端分别连接一个H桥功率电路的两个桥臂的桥臂中点；
所述电流给定函数是幅值系数与实时电角度θ之间的函数关系，按照每相电枢绕组对*应的电流给定函数对所述电流幅值给定值I进行分配，包括对于每一相电枢绕组：确定所述一相电枢绕组的电流给定函数中与所述实时电角度θ对应的幅值系数kp，确定所述一相电枢绕组的相电流给定值对所述电励磁双凸极电机的反电势曲线进行函数拟合，分别得到三相电枢绕组对应的电流给定函数，一个电周期内不同的实时电角度θ均有且仅有唯一对应的幅值系数；
对所述电励磁双凸极电机的反电势曲线进行指数型函数拟合得到的三相电枢绕组对应的电流给定函数分别为：其中，fA(θ)是A相电枢绕组对应的电流给定函数，fB(θ)是B相电枢绕组对应的电流给定函数，fC(θ)是C相电枢绕组对应的电流给定函数，a为正电流相电流幅值系数，b为负电流相电流幅值系数；α为开通角，β为关断角且α＝β，τ为大于0的常数。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，计算得到电流幅值给定值I的方法包括：根据实时电角度θ和三相电枢绕组的相电流实际值ip确定所述电励磁双凸极电机的转速实际值n以及转矩实际值Te；
将所述电励磁双凸极电机的转速给定值n 和转速实际值n的差值经过转速调节器输出*得到转矩给定值Te；
将所述转矩给定值Te和所述转矩实际值Te的差值经过转矩调节器输出得到所述电流*幅值给定值I。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，确定转速实际值n以及转矩实际值Te的方法包括：对所述实时电角度θ进行转速计算确定转速实际值n；
确定转矩查询表中与所述实时电角度θ和三相电枢绕组的相电流实际值ip对应的转矩值得到所述转矩实际值Te；所述转矩查询表中记载不同的电角度和三相电流下的转矩值。
12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，按照三相电枢绕组对应的开关控制信号分别控制三相电枢绕组各自连接的H桥功率电路中的开关管的通断的方法包括：按照每相电枢绕组的所述开关控制信号指示的占空比控制所述一相电枢绕组连接的H桥功率电路中的所有开关管的通断。
13.一种基于H桥功率电路的电励磁双凸极电机电流给定控制方法，其特征在于，所述方法包括：确定电励磁双凸极电机的实时电角度θ和三相电枢绕组的相电流实际值ip，p＝a、b、c分别表示三相电枢绕组；
利用外环转速环和内环转矩环、基于所述实时电角度θ和三相电枢绕组的相电流实际*值ip计算得到电流幅值给定值I；
按照每相电枢绕组对应的电流给定函数对所述电流幅值给定值I 进行分配，分别得到三相电枢绕组的相电流给定值将每一相电枢绕组的相电流给定值 和对应的相电流实际值ip的差值经过电流调节器、输出该相电枢绕组对应的开关控制信号；
按照三相电枢绕组对应的开关控制信号分别控制三相电枢绕组各自连接的H桥功率电路中的开关管的通断，每相电枢绕组的两端分别连接一个H桥功率电路的两个桥臂的桥臂中点；
所述电流给定函数是幅值系数与实时电角度θ之间的函数关系，按照每相电枢绕组对*应的电流给定函数对所述电流幅值给定值I进行分配，包括对于每一相电枢绕组：确定所述一相电枢绕组的电流给定函数中与所述实时电角度θ对应的幅值系数kp，确定所述一相电枢绕组的相电流给定值对所述电励磁双凸极电机的反电势曲线进行函数拟合，分别得到三相电枢绕组对应的电流给定函数，一个电周期内不同的实时电角度θ均有且仅有唯一对应的幅值系数；
对所述电励磁双凸极电机的反电势曲线进行平方型函数拟合得到的三相电枢绕组对应的电流给定函数分别为：；
其中，fA(θ)是A相电枢绕组对应的电流给定函数，fB(θ)是B相电枢绕组对应的电流给定函数，fC(θ)是C相电枢绕组对应的电流给定函数，a为正电流相电流幅值系数，b为负电流相电流幅值系数；α为开通角，β为关断角且α＝β。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，计算得到电流幅值给定值I的方法包括：根据实时电角度θ和三相电枢绕组的相电流实际值ip确定所述电励磁双凸极电机的转速实际值n以及转矩实际值Te；
将所述电励磁双凸极电机的转速给定值n 和转速实际值n的差值经过转速调节器输出*得到转矩给定值Te；
将所述转矩给定值Te和所述转矩实际值Te的差值经过转矩调节器输出得到所述电流*幅值给定值I。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，确定转速实际值n以及转矩实际值Te的方法包括：对所述实时电角度θ进行转速计算确定转速实际值n；
确定转矩查询表中与所述实时电角度θ和三相电枢绕组的相电流实际值ip对应的转矩值得到所述转矩实际值Te；所述转矩查询表中记载不同的电角度和三相电流下的转矩值。
16.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，按照三相电枢绕组对应的开关控制信号分别控制三相电枢绕组各自连接的H桥功率电路中的开关管的通断的方法包括：按照每相电枢绕组的所述开关控制信号指示的占空比控制所述一相电枢绕组连接的H桥功率电路中的所有开关管的通断。
基于H桥功率电路的电励磁双凸极电机电流给定控制方法
技术领域
[0001] 本申请涉及电励磁双凸极电机领域，尤其是一种基于H桥功率电路的电励磁双凸极电机电流给定控制方法。
背景技术
[0002] 电励磁双凸极电机(Doubly Salient Electro‑magnetic Motor，DSEM)拥有定子和转子都是凸极的双凸极结构。其励磁绕组和相电枢绕组均安装放置在定子上，转子上既没有线圈也没有永磁体。其转子结构简单，制造成本低、适合高速运行的优点使其具有较为宽广的应用前景。
[0003] 但由于绕组反电势与绕组电感的存在，相电流滞后于反电势，又有绕组反电势的非线性特性影响，电励磁双凸极电机在换相区和非换相区均会受到转矩脉动的影响，尤其以换相区转矩脉动为主。大的转矩脉动会在电励磁双凸极电机系统中激发机械振动和声学振动，限制了它在宽速度范围驱动系统中的进一步应用。因此，研究减小电励磁双凸极电机转矩脉动的控制策略对扩大其应用范围具有重要意义。
[0004] 目前针对电励磁双凸极电机主要采用基于桥式变换器的角度位置的转速电流或者转速转矩双闭环控制结构，在电流闭环或者转矩闭环中结合提前、滞后角度控制策略减小转矩脉动。张卓然等公开的“一种用于电励磁双凸极电机的转矩控制方法”(中国，公开日：2019年3月8日，公开号：CN109450330A)提出一种基于转速转矩双闭环控制结构，能够直接对转矩闭环控制，但是在状态切换过程后由于相电流的续流，仍然存在较大的换相转矩脉动，且由于采用三相桥式变换器驱动，母线电压利用率与电机的调速范围受限。叶赛等公开的“基于转矩闭环抑制转矩脉动的电励磁双凸极电机控制方法”(中国，授权日：2021年12月17日，授权号CN113411014B)采取转矩闭环替代电流闭环，可以有效抑制换相和非换相转矩脉动，控制结构相对简单，然而在不同电机、负载与转速下，在每个换相区间均需要多次调节三个不同的换相角度，工作量较大，且在转速较高或带动大负载转矩时，转矩脉动抑制效果不理想。
发明内容
[0005] 本申请人针对上述问题及技术需求，提出了一种基于H桥功率电路的电励磁双凸极电机电流给定控制方法，本申请的技术方案如下：
[0006] 一种基于H桥功率电路的电励磁双凸极电机电流给定控制方法，该方法包括：
[0007] 确定电励磁双凸极电机的实时电角度θ和三相电枢绕组的相电流实际值ip，p＝a、b、c分别表示三相电枢绕组；
[0008] 利用外环转速环和内环转矩环、基于实时电角度θ和三相电枢绕组的相电流实际*值ip计算得到电流幅值给定值I；
[0009] 按照每相电枢绕组对应的电流给定函数对电流幅值给定值I*进行分配，分别得到三相电枢绕组的相电流给定值
[0010] 将每一相电枢绕组的相电流给定值 和对应的相电流实际值ip的差值经过电流调节器、输出该相电枢绕组对应的开关控制信号；
[0011] 按照三相电枢绕组对应的开关控制信号分别控制三相电枢绕组各自连接的H桥功率电路中的开关管的通断，每相电枢绕组的两端分别连接一个H桥功率电路的两个桥臂的桥臂中点。
[0012] 本申请的有益技术效果是：
[0013] 本申请公开了一种基于H桥功率电路的电励磁双凸极电机电流给定控制方法，利用电流给定函数来给定三相的相电流给定值，结合转速环、转矩环和电流环的三闭环控制方式可以使得整个区间内每相电枢绕组的出力合理，电流可以及时跟随电机反电势变化，从而抑制转矩脉动率，增大转矩电流比。通过使用H桥变换器以使三相解耦，同时母线电压利用率高，从而可以增大电机的调速范围，减小换相区间。
[0014] 该方法在电机在运行过程中电流的换相依据各相的反电势变化来确定解决了电励磁双凸极电机采用桥式变换器的角度位置控制时，提前或滞后的角度难以选取的问题，在抑制转矩脉动的同时，能够增大电励磁双凸极电机运行时的出力能力，控制简单、灵活。
附图说明
[0015] 图1是本申请一个实施例的电励磁双凸极电机电流给定控制方法的系统控制框图。
[0016] 图2是一个仿真实例中电励磁双凸极电机的反电势曲线，以及对反电势曲线进行直线函数拟合得到的电流给定函数的曲线，以及相应的三相电流继和总转矩波形图。
[0017] 图3是一个仿真实例中电励磁双凸极电机的反电势曲线，以及对反电势曲线进行余弦型函数拟合得到的电流给定函数的曲线，以及相应的三相电流继和总转矩波形图。
[0018] 图4是一个仿真实例中电励磁双凸极电机的反电势曲线，以及对反电势曲线进行指数型函数拟合得到的电流给定函数的曲线，以及相应的三相电流继和总转矩波形图。
[0019] 图5是一个仿真实例中电励磁双凸极电机的反电势曲线，以及对反电势曲线进行平方型函数拟合得到的电流给定函数的曲线，以及相应的三相电流继和总转矩波形图。
具体实施方式
[0020] 下面结合附图对本申请的具体实施方式做进一步说明。
[0021] 本申请公开了一种基于H桥功率电路的电励磁双凸极电机电流给定控制方法，该控制方法的控制拓扑图如图1所示，电励磁双凸极电机(DESM)的三相电枢绕组A、B、C连接三相H桥功率电路，电励磁双凸极电机的励磁绕组连接负载。在传统的控制拓扑中，利用三相桥式变换器来连接并控制电励磁双凸极电机的三相电枢绕组A、B、C，但是本申请修改为使用三相H桥功率电路连接并控制电励磁双凸极电机的三相电枢绕组A、B、C。
[0022] 请参考图1，三相H桥功率电路包括三个H桥功率电路，每个H桥功率电路包括两个桥臂，各个H桥功率电路中的各个桥臂分别连接直流母线电压Udc的正负极。如图1所示，开关管Q1和开关管Q2构成第一桥臂，开关管Q3和开关管Q4构成第二桥臂，开关管Q5和开关管Q6构成第三桥臂，开关管Q7和开关管Q8构成第四桥臂，开关管Q9和开关管Q10构成第五桥臂，开关管Q11和开关管Q12构成第六桥臂。六个桥臂的一端相连并连接直流母线电压Udc的正极，六个桥臂的另一端相连并连接直流母线电压Udc的负极，直流母线电压Udc两端还并联电容C。各个开关管的两端分别连接反接二极管。第一桥臂和第二桥臂构成一个H桥功率电路，第三桥臂和第四桥臂构成一个H桥功率电路，第五桥臂和第六桥臂构成一个H桥功率电路。
[0023] 电励磁双凸极电机的每一相电枢绕组的两端分别连接一个H桥功率电路的两个桥臂的中点。比如在图1中，A相电枢绕组的一端连接第一桥臂的中点、另一端连接第二桥臂的中点。B相电枢绕组的一端连接第三桥臂的中点、另一端连接第四桥臂的中点。C相电枢绕组的一端连接第四桥臂的中点、另一端连接第五桥臂的中点。
[0024] 通过使用三相H桥功率电路替换传统的三相逆变器，可以使得每相电枢绕组的正负导通与关断都由是个开关管控制，从而实现三相电枢绕组的解耦，当一相电枢绕组导通时，直流母线电压Udc直接加在该相电枢绕组的两端，不存在相间分压。
[0025] 基于该拓扑结构，本申请的控制方法包括：
[0026] 确定电励磁双凸极电机的实时电角度θ和三相电枢绕组的相电流实际值ip，p＝a、b、c分别表示三相电枢绕组A、B、C。
[0027] 然后利用外环转速环和内环转矩环、基于实时电角度θ和三相电枢绕组的相电流*实际值ip计算得到电流幅值给定值I。请参考图1所示的拓扑图，包括如下方法：
[0028] 根据实时电角度θ和三相电枢绕组的相电流实际值ip确定电励磁双凸极电机的转速实际值n以及转矩实际值Te。对实时电角度θ进行转速计算可以确定得到转速实际值n。利用转矩查询表可以查询确定转矩查询表中与实时电角度θ和三相电枢绕组的相电流实际值ip对应的转矩值得到转矩实际值Te。其中，转矩查询表中记载不同的电角度和三相电流下的转矩值。
[0029] 将电励磁双凸极电机的转速给定值n*和转速实际值n的差值经过转速调节器输出*得到转矩给定值Te。
[0030] 将转矩给定值Te*和转矩实际值Te的差值经过转矩调节器输出得到电流幅值给定*值I。
[0031] 在得到电流幅值给定值I*后，按照每相电枢绕组对应的电流给定函数对电流幅值*给定值I进行分配，分别得到三相电枢绕组的相电流给定值 本申请中的电流给定函数是幅值系数与实时电角度θ之间的函数关系，是预先拟合确定的，一个电周期内不同的实时电角度θ均有且仅有唯一对应的幅值系数。在一个实施例中，通过对电励磁双凸极电机的反电势曲线epf进行函数拟合可以得到三相电枢绕组对应的电流给定函数。
[0032] 则在按照每相电枢绕组对应的电流给定函数对电流幅值给定值I*进行分配，包括对于每一相电枢绕组：确定该相电枢绕组的电流给定函数中与实时电角度θ对应的幅值系数kp，然后分配确定该相电枢绕组的相电流给定值
[0033]
[0034] 每相电枢绕组都按照各自的电流给定函数确定各自的幅值系数，从而确定相电流*给定值，确定得到的三相电枢绕组的相电流给定值之和无需等于电流幅值给定值I。
[0035] 对电励磁双凸极电机的反电势曲线epf进行函数拟合的方法包括多种：
[0036] (1)对电励磁双凸极电机的反电势曲线进行直线函数拟合得到的三相电枢绕组对应的电流给定函数，得到的电流给定函数为：
[0037]
[0038]
[0039]
[0040] (2)对电励磁双凸极电机的反电势曲线进行余弦型函数拟合得到的三相电枢绕组对应的电流给定函数，得到的电流给定函数为：
[0041]
[0042]
[0043]
[0044] (3)对电励磁双凸极电机的反电势曲线进行指数型函数拟合得到的三相电枢绕组对应的电流给定函数，得到的电流给定函数为：
[0045]
[0046]
[0047]
[0048] 其中，τ为大于0的常数，且τ取值越大，电流给定函数的连续性越好。
[0049] (4)对电励磁双凸极电机的反电势曲线进行平方型函数拟合得到的三相电枢绕组对应的电流给定函数，得到的电流给定函数分别为：
[0050]
[0051]
[0052]
[0053] 在上述各种情况中，fA(θ)是A相电枢绕组对应的电流给定函数，fB(θ)是B相电枢绕组对应的电流给定函数，fC(θ)是C相电枢绕组对应的电流给定函数，a为正电流相电流幅值系数，b为负电流相电流幅值系数。α为开通角，β为关断角且α＝β。
[0054] 不管采用上述函数拟合方式进行拟合，也不管得到的电流给定函数的函数形式是怎么样的，在得到三相电枢绕组的相电流给定值 后，采用PI结合PWM的控制方法，将每一相电枢绕组的相电流给定值 和对应的相电流实际值ip的差值经过电流调节器、输出该相电枢绕组对应的开关控制信号。按照三相电枢绕组对应的开关控制信号分别控制三相电枢绕组各自连接的H桥功率电路中的开关管的通断。
[0055] 如图1所示，电流调节器输出的开关控制信号是PWM波的占空比Dp，则按照开关控制信号指示的占空比Dp控制H桥功率电路中的四个开关管的通断，同一个H桥功率电路中的四个开关管的占空比相同，从而使得该相点数绕组的相电流实际值跟随相电流给定值。
[0056] 对电流调节的可行性分析如下：预测一个电周期T后的单相电枢绕组的相电流的变化Δip，Δip是这一相电枢绕组连接的H桥功率电路的开关控制信号指示的占空比的连续增函数。假设电流调节器输出的开关控制信号是PWM波的占空比的数值为Dsp，当PWM波的占空比Dp＝Dsp时，电流变化率Δip/T与相电流给定值 的导数相等，则可证明实际电流可稳定跟随给定。当前电角度位置经过一个开关周期T后，当PWM波的占空比Dp∈[0，Dsp)时，当Dp∈[0，Dsp)时， 以A相电枢绕组正向导通为例，分析一个开关周期内A相电枢绕组的输出转矩的变化情况，导通与关断状态的电路方程如下式：
[0057]
[0058] 式中，Udc为直流母线电压，ra为A相电枢绕组的绕组电阻，ea为A相电枢绕组的总反电势，La为A相电枢绕组的自感。令Da为A相电枢绕组连接的H桥功率电路的占空比，则在一个开关周期T后，A相电枢绕组的相电流的变化值为：
[0059]
[0060] 可以看出一个Δia与一个Da单调对应，令：
[0061]
[0062] 可得：
[0063]
[0064] 由此可以说明，假设电流调节器输出的A相电枢绕组连接的H桥变换器的开关控制信号是PWM波的占空比的数值为Dsa，当A相电枢绕组的PWM波的占空比Da＝Dsa时，A相电枢绕组的相电流实际值可稳定跟随相电流给定值，B相与C相的证明同理。
[0065] 利用本申请提供的方法可以精确控制三相电枢绕组的相电流，进一步控制转速与转矩，降低转矩脉动，增大转矩电流比。为了验证本申请方法对电励磁双凸极电机的转矩脉动降低的有效性，对一台电励磁双凸极电机进行Matlab/Simulink仿真。仿真的转速给定为400rpm，母线电压为150V，负载转矩为8N·m。对电励磁双凸极电机的三相电枢绕组的反电势曲线epf进行直线函数拟合得到的三相电枢绕组的电流给定函数的函数曲线如图2中的(a)所示，对应的转矩仿真波形如图2中的(b)所示，转速稳定时转矩脉动率分别为18.0％。
[0066] 对电励磁双凸极电机的三相电枢绕组的反电势曲线epf进行余弦型函数拟合得到的三相电枢绕组的电流给定函数的函数曲线如图3中的(a)所示，对应的转矩仿真波形如图3中的(b)所示，转速稳定时转矩脉动率分别为11.5％。
[0067] 对电励磁双凸极电机的三相电枢绕组的反电势曲线epf进行指数型函数拟合得到的三相电枢绕组的电流给定函数的函数曲线如图4中的(a)所示，对应的转矩仿真波形如图4中的(b)所示，转速稳定时转矩脉动率分别为22.1％。
[0068] 对电励磁双凸极电机的三相电枢绕组的反电势曲线epf进行平方型函数拟合得到的三相电枢绕组的电流给定函数的函数曲线如图5中的(a)所示，对应的转矩仿真波形如图5中的(b)所示，转速稳定时转矩脉动率分别为12.6％。
[0069] 可以看出，不管采用哪种函数形式对三相电枢绕组的反电势曲线epf进行函数拟合得到电流给定函数，按照本申请的方法通过电流给定，结合转速环、转矩环和电流环的三闭环控制方式可以使得电励磁双凸极电机的转矩脉动得到显著降低，提升了电励磁双凸极电机的运行性能。
[0070] 以上所述的仅是本申请的优选实施方式，本申请不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本申请的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本申请的保护范围之内。
