[发明专利]一种混合励磁同步电机功率因数控制方法

说明书

技术领域

本发明属于电气传动技术领域，涉及一种电流分配策略，特别是涉及一种混合励磁同步电机控制方法。

背景技术

混合励磁同步电机是在永磁同步与电励磁同步电机的基础上发展起来的一种宽调速电机，其主要目的是为了解决永磁同步电机气隙磁场难以调节的问题。混合励磁同步电机具有两种励磁源，一种是永磁体，另一种是电励磁，永磁体产生的磁势为主磁势，励磁绕组产生的磁势为辅磁势。这种电机结合了永磁同步与电励磁同步电机的优点，两种励磁源在电机气隙中相互作用产生主磁通，当电励磁线圈通入正向的励磁电流时，产生正向电磁转矩而增大了电机转矩；反之，当电励磁线圈通入反向励磁电流时，则产生反向磁场削弱气隙磁场达到弱磁升速的目的，从而拓宽了电机的调速范围。

目前，对于混合励磁电机控制方法及驱动系统研究还较少，相关文献不是很多，基本可以分为两种：

（1）id=0的控制方法

id=0控制是混合励磁同步电机矢量控制中最为简单且使用最为广泛的一种控制算法，计算量小、控制方便；缺点是随输出转矩的增大，端电压增加较快，对逆变器容量要求提高，当负载增大时，功率因数降低。

（2）铜耗最小的控制方法

铜耗最小控制方法是在输出所要求的转矩下，保持铜耗最小。相对于id=0控制，铜耗最小控制提高了混合励磁同步电机的效率，功率因数也有所提高，但是在这种控制方法中，电机的功率因数还是随着负载的增大在减小。

发明内容

技术问题：本发明针对现有技术之不足，在分析现有混合励磁同步电机控制方法的基础上，提出了一种混合励磁同步电机功率因数控制方法。

技术方案：本发明的混合励磁同步电机功率因数控制方法，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：