[发明专利]一种混合励磁同步电机功率因数控制方法

权利要求书

1.一种混合励磁同步电机功率因数控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

（1）从电机主电路采集相电流i_a、i_b和励磁电流i_f，对电机进行准确初始位置检测，从电机编码器上采集信号，送入控制器进行处理，得出转速n和转子位置角θ；

（2）将采集的相电流i_a、i_b经信号调理和A/D转换，然后进行帕克变换，得到两相旋转坐标系下的d轴电流i_d和q轴电流i_q；

（3）将实测转速n与给定转速n^*比较后得到转速偏差Δn，将所述转速偏差Δn输入速度调节器经比例积分运算后得到转矩参考值T_e^*，将转矩参考值T_e^*、实测转速n和给定转速n^*输入电流分配器，判断实际转速是否小于弱磁基速，如是，则电机运行于低速区，进入步骤4），否则，电机运行于高速区，进入步骤5）；

（4）判断负载转矩是否满足T_L≤T_N，其中T_L为负载转矩、T_N为额定转矩；

当T_L≤T_N时，根据下列方程组求解计算d轴电流参考值i_dref、q轴电流参考值i_qref与励磁电流参考值i_fref：

iqref=idref(ψm+Ldidref)Lqifref=0Te*=32pidref(ψm+Ldidref)Lq[ψm+idref(Ld-Lq)]]]>

其中，i_dref为d轴电流参考值，i_qref为q轴电流参考值，i_fref为励磁绕组电流参考值，L_d为d轴电感，L_q为q轴电感，ψ_m为永磁体磁链，p为电机极对数；

当T_L＞T_N时，则根据下列方程组求解计算d轴电流参考值i_dref、q轴电流参考值i_qref与励磁电流参考值i_fref：

iqref=idref(ψm+Ldidref+MsfIfN)Lqifref=IfNTe*=32pidref(ψm+Ldidref+MsfIfN)Lq[ψm+idref(Ld-Lq)]]]>

其中，I_fN为励磁电流额定值，M_sf为电枢绕组与励磁绕组之间的互感。

（5）根据下列方程组求解计算d轴电流参考值i_dref、q轴电流参考值i_qref与励磁电流参考值i_fref：

ifref=Us-ωe(ψm+Ldidref)Msfiqref=idref[ψm+Ldidref+Us-ωe(ψm+Ldidref)]LqTe*=32pidref[ψm+Ldidref+(Us-ωe(ψm+Ldidref))]Lq[ψm+idref(Ld-Lq)+Us-ωe(ψm+Ldidref)]]]>

其中，ω_e为电角速度，U_s为逆变器所能提供的最大电压。

（6）将d轴电流参考值i_dref和q轴电流i_qref分别与所述步骤（2）中的d轴电流i_d和q轴电流i_q比较后得d轴电流偏差Δi_d和q轴电流偏差Δi_q，将所述d轴电流偏差Δi_d输入d轴电流调节器进行比例积分运算，得到d轴电压u_d，将q轴电流偏差Δi_q输入q轴电流调节器进行比例积分运算，得到q轴电压u_q，然后对所述d轴电压u_d和q轴电压u_q进行旋转正交-静止两相变换后，得到静止两相坐标系下α轴电压u_α和β轴电压u_β，将所述α轴电压u_α和β轴电压u_β输入脉冲宽度调制模块，运算输出6路脉冲宽度调制信号，驱动主功率变换器；

同时将步骤（1）中采集的励磁电流i_f，经信号调理与A/D转换后和励磁电流参考值i_fref一起送入直流励磁脉宽调制模块，运算输出4路脉冲宽度调制信号来驱动励磁功率变换器。

2.根据权利要求书1所述的混合励磁同步电机功率因数控制方法，所述步骤6）中的脉冲宽度调制模块为空间矢量脉冲宽度调制模块。