TWI676346B - 定頻調變直接轉矩控制方法及其裝置 - Google Patents

定頻調變直接轉矩控制方法及其裝置 Download PDF

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蔡明祺
Mi Ching Tsai
張簡樂仁
Le Ren Chang Chien
李昱亨
Yu Heng Lee
丁昊宇
Hao Yu Ting
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國立成功大學
National Cheng Kung University
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Abstract

一種定頻調變直接轉矩控制方法，包含：將切換式磁阻電機之多個相電流值與轉子位置輸入轉矩表，從而取得當前轉矩值；將當前轉矩值與轉矩命令值作比較，從而取得當前轉矩誤差值；藉由當前轉矩誤差值與先前轉矩誤差值來計算出轉矩誤差導數；對當前轉矩誤差值與轉矩誤差導數進行模糊邏輯控制，從而取得電壓準位；對電壓準位進行脈衝寬度調變，從而取得工作週期訊號；將轉子位置輸入區域決定方塊，從而取得激磁區間訊號；根據工作週期訊號與激磁區間訊號來取得開關切換訊號；以及以開關切換訊號來進行激磁操作，從而驅動切換式磁阻電機。

Description

定頻調變直接轉矩控制方法及其裝置
本揭露實施例是有關於一種定頻調變直接轉矩控制方法及其裝置，且特別是有關於一種用以有效抑制切換式磁阻電機的轉矩漣波之定頻調變直接轉矩控制方法及其裝置。
切換式磁阻電機具有感應電動機與永磁機的優點，不但機械結構上精簡且製造成本低，適合應用於需高容錯能力的場合。然而，由於切換式磁阻電機之雙凸極結構，如何在驅動時降低其轉矩漣波一直是重要的課題。
直接轉矩控制(direct torque control，DTC)策略是其中一種習知之用來控制切換式磁阻電機的方法，能夠使得切換式磁阻電機達到更快的動態響應。然而，習知之直接轉矩控制所使用之磁滯控制器在驅動切換式磁阻電機時，轉矩誤差值需頂到磁滯區間上界或下界後驅動器上之開關才開始動作，所以輸出開關訊號之切換頻率無法固定，容 易產生較大的轉矩漣波，且其非定頻的操作方式不但增加了驅動控制上的複雜性且可能會產生不必要的電磁干擾。
具空間向量調變之直接轉矩控制(space vector modulated direct torque control，SVM-DTC)可以使得開關定頻操作，減少了驅動控制上的複雜性。但其需要複雜的運算，且一般具空間向量調變之直接轉矩控制是以脈波寬度調變(pulse width modulation，PWM)輸出定頻的特定電壓向量，開關只能完全導通以及完全截止，因此同樣有著容易產生較大的轉矩漣波之缺陷。
本揭露之目的在於提出一種定頻調變直接轉矩控制方法及其裝置，用以使得切換式磁阻電機的開關輸出固定頻率的工作週期，減少驅動控制上的複雜性，且藉由導入模糊控制，使得輸出之工作週期取決於轉矩誤差值與轉矩誤差導數，增加輸出工作週期的精確性，且能夠有效地降低切換式磁阻電機的轉矩漣波。此外，定頻驅動方式還能減少負轉矩的產生進而減少不必要的能量浪費，從而提升切換式磁阻電機的運作效率。
根據本揭露之上述目的，提出一種定頻調變直接轉矩控制方法，包含以下步驟：將切換式磁阻電機之多個相電流值與轉子位置輸入轉矩表，從而取得當前轉矩值；將當前轉矩值與轉矩命令值作比較，從而取得當前轉矩誤差值；藉由當前轉矩誤差值與先前轉矩誤差值來計算出轉矩誤 差導數(torque error derivative)；對當前轉矩誤差值與轉矩誤差導數進行模糊邏輯控制(fuzzy logic control)，從而取得電壓準位；對電壓準位進行脈衝寬度調變(pulse width modulation，PWM)，從而取得工作週期(duty ratio)訊號；將轉子位置輸入區域決定方塊(zone calculation block)，從而取得激磁區間訊號；根據工作週期訊號與激磁區間訊號來取得開關切換訊號；以及以開關切換訊號來進行激磁操作，從而驅動切換式磁阻電機。
在一些實施例中，上述當前轉矩誤差值為轉矩命令值與當前轉矩值之差值，上述轉矩誤差導數為當前轉矩誤差值與先前轉矩誤差值之差值。
在一些實施例中，其中電壓準位之步驟包含：經由模糊邏輯控制之隸屬函數(membership function)來對當前轉矩誤差值與轉矩誤差導數進行模糊化(fuzzification)；以及透過決策邏輯(decision making logic)將模糊化之結果輸入決策表，且接著進行解模糊化(defuzzification)，以取得電壓準位。
在一些實施例中，上述脈衝寬度調變係將電壓準位與三角載波進行比較來取得工作週期訊號。
在一些實施例中，上述三角載波為定頻且等振幅。
在一些實施例中，上述激磁區間訊號係用以決定需激磁切換式磁阻電機之激磁區間以及不需激磁切換式磁阻電機之非激磁區間。
在一些實施例中，上述定頻調變直接轉矩控制方法，更包含：自適應地調整切換式磁阻電機之激磁區間的換相導通角(commutation angle)，以避免切換式磁阻電機在非激磁區間被激磁。
在一些實施例中，其中係根據不等階的階梯形波形來輸出開關切換訊號。
根據本揭露之上述目的，另提出一種定頻調變直接轉矩控制裝置，包含：轉矩表單元、轉矩比較單元、轉矩誤差導數計算單元、模糊邏輯控制單元、脈衝寬度調變單元、區域決定單元、輸出決定單元以及驅動單元。轉矩表單元用以接收切換式磁阻電機之多個相電流值與轉子位置，並將多個相電流值與轉子位置輸入轉矩表，從而取得當前轉矩值。轉矩比較單元用以將當前轉矩值與轉矩命令值作比較，從而取得當前轉矩誤差值。轉矩誤差導數計算單元用以藉由當前轉矩誤差值與先前轉矩誤差值來計算出轉矩誤差導數。模糊邏輯控制單元用以對當前轉矩誤差值與轉矩誤差導數進行模糊邏輯控制，從而取得電壓準位。脈衝寬度調變單元用以對電壓準位進行脈衝寬度調變，從而取得工作週期訊號。區域決定單元用以將轉子位置輸入區域決定方塊，從而取得激磁區間訊號。輸出決定單元用以根據工作週期訊號與激磁區間訊號來輸出開關切換訊號。驅動單元用以以開關切換訊號來進行激磁操作，從而驅動切換式磁阻電機。
在一些實施例中，上述當前轉矩誤差值為轉矩命令值與當前轉矩值之差值，上述轉矩誤差導數為當前轉矩 誤差值與先前轉矩誤差值之差值。
在一些實施例中，上述模糊邏輯控制單元用以進行以下步驟：經由模糊邏輯控制之隸屬函數來對當前轉矩誤差值與轉矩誤差導數進行模糊化；以及透過決策邏輯將模糊化之結果輸入決策表，且接著進行解模糊化，以取得電壓準位。
在一些實施例中，上述脈衝寬度調變單元係將電壓準位與三角載波進行比較來取得工作週期訊號。
在一些實施例中，上述三角載波為定頻且等振幅。
在一些實施例中，上述激磁區間訊號係用以決定需激磁切換式磁阻電機之激磁區間以及不需激磁切換式磁阻電機之非激磁區間。
在一些實施例中，上述區域決定單元更用以：自適應地調整切換式磁阻電機之激磁區間的換相導通角，以避免切換式磁阻電機在非激磁區間被激磁。
在一些實施例中，上述輸出決定單元係根據不等階的階梯形波形來輸出開關切換訊號。
在一些實施例中，上述驅動單元為非對稱半橋驅動器。
在一些實施例中，上述定頻調變直接轉矩控制裝置，更包含：相電流感測器與編碼器。相電流感測器連接至切換式磁阻電機，且用以取得相電流值。編碼器連接至切換式磁阻電機，且用以取得轉子位置。
為讓本揭露的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
100‧‧‧定頻調變直接轉矩控制裝置
1000‧‧‧定頻調變直接轉矩控制方法
1100-1800‧‧‧步驟
102‧‧‧相電流感測器
104‧‧‧編碼器
110‧‧‧轉矩表單元
120‧‧‧轉矩比較單元
130‧‧‧轉矩誤差導數計算單元
140‧‧‧模糊邏輯控制單元
150‧‧‧脈衝寬度調變單元
160‧‧‧區域決定單元
170‧‧‧輸出決定單元
180‧‧‧驅動單元
200‧‧‧切換式磁阻電機
θm‧‧‧轉子位置
τm‧‧‧當前轉矩值
τm *‧‧‧轉矩命令值
△τ‧‧‧轉矩誤差值
△τpresent‧‧‧當前轉矩誤差值
△τprevious‧‧‧先前轉矩誤差值
△e‧‧‧轉矩誤差導數
N1、N2、N3、N4、N5、N6‧‧‧區域
從以下結合所附圖式所做的詳細描述，可對本揭露之態樣有更佳的了解。需注意的是，根據業界的標準實務，各特徵並未依比例繪示。事實上，為了使討論更為清楚，各特徵的尺寸都可任意地增加或減少。
[圖1]係根據本揭露的實施例之定頻調變直接轉矩控制裝置的系統方塊圖。
[圖2]係根據本揭露的實施例之定頻調變直接轉矩控制裝置之區域決定單元之區域決定方塊取得激磁區間訊號的例示示意圖。
[圖3]係根據本揭露的實施例之定頻調變直接轉矩控制裝置之模糊邏輯控制單元之決策表的例示示意圖。
[圖4]係根據本揭露的實施例之定頻調變直接轉矩控制裝置之輸出決定單元根據激磁區間訊號來輸出開關切換訊號的例示示意圖。
[圖5]係根據本揭露的實施例之定頻調變直接轉矩控制方法的流程圖。
以下仔細討論本發明的實施例。然而，可以理解的是，實施例提供許多可應用的概念，其可實施於各式各 樣的特定內容中。所討論、揭示之實施例僅供說明，並非用以限定本發明之範圍。
圖1係根據本揭露的實施例之定頻調變直接轉矩控制裝置100的系統方塊圖。定頻調變直接轉矩控制裝置100包含：相電流感測器102、編碼器104、轉矩表單元110、轉矩比較單元120、轉矩誤差導數計算單元130、模糊邏輯控制單元140、脈衝寬度調變單元150、區域決定單元160、輸出決定單元170以及驅動單元180。定頻調變直接轉矩控制裝置100連接至切換式磁阻電機200，從而能夠用以驅動並控制切換式磁阻電機200的運作。在本揭露的實施例中，如圖1所示，切換式磁阻電機200為三相12/8切換式磁阻電機，但本揭露不限於此，與定頻調變直接轉矩控制裝置100連接之切換式磁阻電機200可為三相切換式磁阻電機或多相切換式磁阻電機。
相電流感測器102用以感測切換式磁阻電機200的多個相電流值。編碼器104用以取得切換式磁阻電機200的轉子位置θm。轉矩表單元110連接相電流感測器102與編碼器104從而接收切換式磁阻電機200的相電流值與轉子位置，並將相電流值與轉子位置輸入與切換式磁阻電機200相關聯之轉矩表(lookup table)，從而取得當前轉矩值τm。其中，轉矩表單元110乃是將各個相電流值與轉子位置輸入轉矩表來取得各相的轉矩值，並將各相的轉矩值相加從而取得當前轉矩值τm。
轉矩比較單元120連接轉矩表單元110從而用 以將當前轉矩值τm與轉矩命令值τm *作比較，以取得當前轉矩誤差值△τpresent。轉矩誤差導數計算單元130連接轉矩比較單元120從而用以藉由當前轉矩誤差值△τpresent與先前轉矩誤差值△τprevious來計算出轉矩誤差導數(torque error derivative)△e。在本揭露的實施例中，當前轉矩誤差值△τpresent用以表示轉矩命令值τm *與切換式磁阻電機200之當前轉矩值τm之差值，即△τpresent=τm *-τm；轉矩誤差導數△e用以表示切換式磁阻電機200之當前轉矩誤差值△τpresent與相應於前一時刻之先前轉矩誤差值△τprevious之差值，即△e=△τpresent-△τprevious。具體而言，本揭露之控制切換式磁阻電機200所依據之參數不僅僅只取決於當前轉矩誤差值，轉矩誤差導數也是其依據的參數之一，從而使得定頻調變直接轉矩控制裝置100能夠更佳地控制切換式磁阻電機200。
區域決定單元160用以將切換式磁阻電機200之轉子位置θm輸入區域決定方塊(zone calculation block)，從而取得激磁區間訊號。其中，激磁區間訊號係用以決定需激磁切換式磁阻電機200之激磁區間以及不需激磁切換式磁阻電機200之非激磁區間。圖2係根據本揭露的實施例之定頻調變直接轉矩控制裝置100之區域決定單元160之區域決定方塊取得激磁區間訊號的例示示意圖。圖2之上半部為切換式磁阻電機200之其中一相的相電感隨著轉子位置θm而改變之曲線示意圖，其中，圖2之上半部的曲線圖依據轉子位置之不同區間切割為六個區域N1、N2、 N3、N4、N5、N6。圖2的下半部分為對應不同區域的激磁區間訊號，舉例而言，於區域N1、N2或N3，相電感呈現遞減狀態，不需激磁切換式磁阻電機200，因此激磁區間訊號所對應之開度持續為0%；於區域N4、N5或N6，相電感呈現遞增狀態，需激磁切換式磁阻電機200，因此激磁區間訊號所對應之開度隨著轉矩誤差值△τ的增加會由0%增加至100%。
上述之百分比所指的是相應於切換式磁阻電機200的開度，舉例來說，100%為全開，0%為全閉。在本揭露的實施例中，於需激磁切換式磁阻電機200之激磁區間的激磁區間訊號隨著轉矩誤差值所增加之百分比也可能是由0%增加至50%，又或者是由0%增加至30%。換言之，激磁區間訊號隨著轉矩誤差值所增加百分比可調，從而更佳地具有降低轉矩漣波之效。具體而言，傳統之直接轉矩控制(DTC)方式，其轉矩誤差值需頂到磁滯區間上界或下界後驅動器上之開關才開始動作，所以其輸出開關訊號之切換頻率無法固定，容易產生較大的轉矩漣波，相較之下，本揭露會隨著轉矩誤差值來適當地調整開度，從而能夠有效地降低轉矩漣波，從而能夠減少切換式磁阻電機200之馬達運轉中的震盪。
在本揭露的實施例中，區域決定單元160更用以自適應地調整切換式磁阻電機200之激磁區間的換相導通角(commutation angle)，以避免切換式磁阻電機200在非激磁區間被激磁。舉例來說，於區域N6，換相導通角為 7.5°，區域決定單元160可自適應地將區域N6的換相導通角調整為5.5°、3.5°或1.5°，以避免由區域N6回到相應於非激磁區間的區域N1時，相應於區域N6的尾電流(tail current)還在持續激磁切換式磁阻電機200。具體而言，本揭露乃是藉由自適應地減少換相導通角來避免切換式磁阻電機200在非激磁區間被激磁。換言之，本揭露能夠更佳地減少負轉矩的產生，進而減少不必要的能量浪費，提升切換式磁阻電機200的運作效率。
請回到圖1，模糊邏輯控制單元140連接轉矩比較單元120與轉矩誤差導數計算單元130從而用以對當前轉矩誤差值epresent與轉矩誤差導數△e進行模糊邏輯控制(fuzzy logic control)，從而取得電壓準位。其中，模糊邏輯控制單元140用以進行以下步驟：經由模糊邏輯(fuzzy logic)控制之隸屬函數(membership function)來對當前轉矩誤差值與轉矩誤差導數進行模糊化(fuzzification)；以及透過決策邏輯(decision making logic)將模糊化之結果輸入決策表，且接著進行解模糊化(defuzzification)，從而取得電壓準位。其中，當前轉矩誤差值所對應之隸屬函數與轉矩誤差導數所對應之隸屬函數不同，意即，當前轉矩誤差值與轉矩誤差導數是經由各自的隸屬函數來進行模糊化。接著，經由模糊化的子集合分組後，透過決策表輸出。在本揭露的實施例中，模糊邏輯控制之隸屬函數可為人為經驗決定、經過實際測試所得、等等。具體而言，本揭露乃是藉由模糊邏輯控制單元140之模糊控制演算法來提升整體 的運算速度。
圖3係根據本揭露的實施例之定頻調變直接轉矩控制裝置100之模糊邏輯控制單元140之決策表的例示示意圖。其中，圖3所示之決策表的列方向之表頭(header)相應於當前轉矩誤差值△τpresent且行方向之表頭相應於轉矩誤差導數△e。其中PB表示positive big；PS表示positive small；ZE表示zero error；NS表示negative small；NB表示negative big。換言之，PB代表相對大的正值；PS代表相對小的正值；ZE代表接近於零的數值；NS代表絕對值相對小的負值；NB代表絕對值相對大的負值。舉例而言，當當前轉矩誤差值相應於絕對值相對小的負值(NS)且轉矩誤差導數相應於相對大的正值(PB)時，由決策表得到的輸出結果為相對小的正值(PS)。具體而言，本揭露乃是透過決策表來決定模糊邏輯控制單元140所輸出之電壓準位的數值準位。
請回到圖1，脈衝寬度調變單元150連接模糊邏輯控制單元140從而用以對模糊邏輯控制單元140所輸出之電壓準位進行脈衝寬度調變(pulse width modulation，PWM)，從而取得工作週期(duty ratio)訊號。其中，脈衝寬度調變係將電壓準位與定頻且等振幅之三角載波進行比較來取得工作週期訊號。舉例而言，若模糊邏輯控制單元140所輸出之電壓準位與三角載波之振幅相當，則工作週期訊號之責任週期為100%；若模糊邏輯控制單元140所輸出之電壓準位為三角載波之振幅的一半，則工作週期訊號之責 任週期為50%。具體而言，本揭露藉由定頻且等振幅之三角載波來對電壓準位進行脈衝寬度調變，從而能夠保證開關輸出固定頻率的工作週期，減少驅動上的複雜性，且促進驅動控制上濾波器設計的簡便性。
輸出決定單元170用以根據工作週期訊號與激磁區間訊號來輸出開關切換訊號。圖4係根據本揭露的實施例之定頻調變直接轉矩控制裝置100之輸出決定單元170根據激磁區間訊號來輸出開關切換訊號的例示示意圖。圖4的左半部為區域決定單元160所輸出之其中一種例示的激磁區間訊號，圖4的右半部為輸出決定單元170根據脈衝寬度調變單元150所輸出之工作週期訊號與圖4的左半部之激磁區間訊號所輸出開關切換訊號。由上述可知，輸出決定單元170係根據不等階的階梯形波形來輸出開關切換訊號，從而能夠使得當下所輸出之開關切換訊號的工作週期更為精確。
請回到圖1，驅動單元180用以以開關切換訊號來進行激磁操作，從而驅動切換式磁阻電機200。在本揭露的實施例中，驅動單元180為三相非對稱半橋驅動器。
圖5係根據本揭露的實施例之定頻調變直接轉矩控制方法1000的流程圖。請一併參照圖1與圖5，於步驟1100，將切換式磁阻電機200之多個相電流值與轉子位置θm輸入定頻調變直接轉矩控制裝置100之轉矩表單元110的轉矩表，從而取得當前轉矩值τm。於步驟1200，定頻調變直接轉矩控制裝置100之轉矩比較單元120將當前轉矩值τm與轉矩命令值τm *作比較，從而取得當前轉矩誤差值 △τpresent。於步驟1300，定頻調變直接轉矩控制裝置100之轉矩誤差導數計算單元130藉由當前轉矩誤差值△τpresent與先前轉矩誤差值△τprevious來計算出轉矩誤差導數△e。於步驟1400，定頻調變直接轉矩控制裝置100之模糊邏輯控制單元140對當前轉矩誤差值與轉矩誤差導數進行模糊邏輯控制，從而取得電壓準位。於步驟1500，定頻調變直接轉矩控制裝置100之脈衝寬度調變單元150對電壓準位進行脈衝寬度調變，從而取得工作週期訊號。於步驟1600，定頻調變直接轉矩控制裝置100之區域決定單元160將轉子位置θm輸入區域決定方塊，從而取得激磁區間訊號。於步驟1700，定頻調變直接轉矩控制裝置100之輸出決定單元170根據工作週期訊號與激磁區間訊號來取得開關切換訊號。於步驟1800，定頻調變直接轉矩控制裝置100之驅動單元180以開關切換訊號來進行激磁操作，從而驅動切換式磁阻電機200。
綜合上述，本揭露提出一種定頻調變直接轉矩控制方法及其裝置，用以使得切換式磁阻電機的開關輸出固定頻率的工作週期，減少驅動控制上的複雜性，且藉由導入模糊控制，使得輸出之工作週期取決於轉矩誤差值與轉矩誤差導數，增加輸出工作週期的精確性，且能夠有效地降低切換式磁阻電機的轉矩漣波。此外，定頻驅動方式還能減少負轉矩的產生進而減少不必要的能量浪費，從而提升切換式磁阻電機的運作效率。
以上概述了數個實施例的特徵，因此熟習此技 藝者可以更了解本揭露的態樣。熟習此技藝者應了解到，其可輕易地把本揭露當作基礎來設計或修改其他的製程與結構，藉此實現和在此所介紹的這些實施例相同的目標及/或達到相同的優點。熟習此技藝者也應可明白，這些等效的建構並未脫離本揭露的精神與範圍，並且他們可以在不脫離本揭露精神與範圍的前提下做各種的改變、替換與變動。

Claims (18)

  1. 一種定頻調變直接轉矩控制方法，包含以下步驟：將一切換式磁阻電機之複數個相電流值與一轉子位置輸入一轉矩表，從而取得一當前轉矩值；將該當前轉矩值與一轉矩命令值作比較，從而取得一當前轉矩誤差值；藉由該當前轉矩誤差值與一先前轉矩誤差值來計算出一轉矩誤差導數(torque error derivative)；對該當前轉矩誤差值與該轉矩誤差導數進行一模糊邏輯控制(fuzzy logic control)，從而取得一電壓準位；對該電壓準位進行一脈衝寬度調變(pulse width modulation，PWM)，從而取得一工作週期(duty ratio)訊號；將該轉子位置輸入一區域決定方塊(zone calculation block)，從而取得一激磁區間訊號；根據該工作週期訊號與該激磁區間訊號來取得一開關切換訊號；以及以該開關切換訊號來進行激磁操作，從而驅動該切換式磁阻電機。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之定頻調變直接轉矩控制方法，其中該當前轉矩誤差值為該轉矩命令值與該當前轉矩值之差值，其中該轉矩誤差導數為該當前轉矩誤差值與該先前轉矩誤差值之差值。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之定頻調變直接轉矩控制方法，其中取得該電壓準位之步驟包含：經由該模糊邏輯控制之隸屬函數(membership function)來對該當前轉矩誤差值與該轉矩誤差導數進行模糊化(fuzzification)；以及透過決策邏輯(decision making logic)將模糊化之結果輸入一決策表，且接著進行解模糊化(defuzzification)，以取得該電壓準位。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之定頻調變直接轉矩控制方法，其中該脈衝寬度調變係將該電壓準位與一三角載波進行比較來取得該工作週期訊號。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之定頻調變直接轉矩控制方法，其中該三角載波為定頻且等振幅。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之定頻調變直接轉矩控制方法，其中該激磁區間訊號係用以決定需激磁該切換式磁阻電機之一激磁區間以及不需激磁該切換式磁阻電機之一非激磁區間。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之定頻調變直接轉矩控制方法，更包含：自適應地調整該切換式磁阻電機之該激磁區間的一換相導通角(commutation angle)，以避免該切換式磁阻電機在該非激磁區間被激磁。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之定頻調變直接轉矩控制方法，其中係根據不等階的階梯形波形來輸出該開關切換訊號。
  9. 一種定頻調變直接轉矩控制裝置，包含：一轉矩表單元，用以接收一切換式磁阻電機之複數個相電流值與一轉子位置，並將該些相電流值與該轉子位置輸入一轉矩表，從而取得一當前轉矩值；一轉矩比較單元，用以將該當前轉矩值與一轉矩命令值作比較，從而取得一當前轉矩誤差值；一轉矩誤差導數計算單元，用以藉由該當前轉矩誤差值與一先前轉矩誤差值來計算出一轉矩誤差導數；一模糊邏輯控制單元，用以對該當前轉矩誤差值與該轉矩誤差導數進行一模糊邏輯控制，從而取得一電壓準位；一脈衝寬度調變單元，用以對該電壓準位進行一脈衝寬度調變，從而取得一工作週期訊號；一區域決定單元，用以將該轉子位置輸入一區域決定方塊，從而取得一激磁區間訊號；一輸出決定單元，用以根據該工作週期訊號與該激磁區間訊號來輸出一開關切換訊號；以及一驅動單元，用以以該開關切換訊號來進行激磁操作，從而驅動該切換式磁阻電機。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之定頻調變直接轉矩控制裝置，其中該當前轉矩誤差值為該轉矩命令值與該當前轉矩值之差值，其中該轉矩誤差導數為該當前轉矩誤差值與該先前轉矩誤差值之差值。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之定頻調變直接轉矩控制裝置，其中該模糊邏輯控制單元用以進行以下步驟：經由該模糊邏輯控制之隸屬函數來對該當前轉矩誤差值與該轉矩誤差導數進行模糊化；以及透過決策邏輯將模糊化之結果輸入一決策表，且接著進行解模糊化，以取得該電壓準位。
  12. 如申請專利範圍第9項所述之定頻調變直接轉矩控制裝置，其中該脈衝寬度調變單元係將該電壓準位與一三角載波進行比較來取得該工作週期訊號。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之定頻調變直接轉矩控制裝置，其中該三角載波為定頻且等振幅。
  14. 如申請專利範圍第9項所述之定頻調變直接轉矩控制裝置，其中該激磁區間訊號係用以決定需激磁該切換式磁阻電機之一激磁區間以及不需激磁該切換式磁阻電機之一非激磁區間。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之定頻調變直接轉矩控制裝置，其中該區域決定單元更用以：自適應地調整該切換式磁阻電機之該激磁區間的一換相導通角，以避免該切換式磁阻電機在該非激磁區間被激磁。
  16. 如申請專利範圍第9項所述之定頻調變直接轉矩控制裝置，其中該輸出決定單元係根據不等階的階梯形波形來輸出該開關切換訊號。
  17. 如申請專利範圍第9項所述之定頻調變直接轉矩控制裝置，其中該驅動單元為非對稱半橋驅動器。
  18. 如申請專利範圍第9項所述之定頻調變直接轉矩控制裝置，更包含：一相電流感測器，連接至該切換式磁阻電機，且用以取得該些相電流值；以及一編碼器，連接至該切換式磁阻電機，且用以取得該轉子位置。
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