[发明专利]永磁同步电机的直接转矩控制方法、控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，特别涉及一种永磁同步电机的直接转矩控制方法以及一种永磁同步电机控制系统。

背景技术

在永磁同步电机的无位置传感器控制中，相比于无传感器矢量控制方法，无位置传感器直接转矩控制方法具有以下优点：(1)直接对电磁转矩进行控制，转矩响应快；(2)无需开环启动过程，可直接进行闭环启动；(3)参数依赖性低，即无需使用电感参数和反电势系数，仅使用定子电阻的阻值。

在传统的无位置传感器直接转矩控制方法中，通常采用开关状态表以选择参考电压矢量，但是，剧烈的电压变化将造成过大的转矩脉动。

相关技术中，可以采用空间矢量调制的直接转矩控制方法，即采用SVM-DTC(Space Vector Modulation-Direct Torque Control，空间矢量调制-直接转矩控制)方法对永磁同步电机进行控制，该方法既可以固定开关频率，又可以获得较好的转矩磁链脉动抑制效果。但是，与之相关的控制方案并不成熟，而且存在一定的缺点，例如，只适用于表贴式永磁同步电机或者转矩与转速估计算法十分复杂，实用性差。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决上述的技术缺陷之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种永磁同步电机的直接转矩控制方法，能够实现最大转矩电流比控制，并具有很好的鲁棒性。

本发明的另一个目的在于提出一种永磁同步电机控制系统。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种永磁同步电机的直接转矩控制方法，包括以下步骤：获取所述永磁同步电机的两相静止反馈电流i_α/i_β和反馈电压v_α/v_β，并根据所述反馈电流i_α/i_β和反馈电压v_α/v_β估计所述永磁同步电机的定子磁链矢量根据所述定子磁链矢量采用锁相环的方式计算所述永磁同步电机的定子磁链估计角度和转子速度并根据所述定子磁链矢量和所述反馈电流i_α/i_β估计所述永磁同步电机的输出电磁转矩获取所述永磁同步电机的转子速度给定并根据所述转子速度给定和所述转子速度进行速度环PI(Proportional Integral，比例积分)控制以获得电磁转矩给定对所述电磁转矩给定和所述输出电磁转矩之间的转矩偏差进行转矩环PI控制以获得负载角增量Δδ_s，并采用MTPA(Maximum Torqueper Ampere，最大转矩电流比)的控制模式以根据所述电磁转矩给定计算所述永磁同步电机的定子磁链幅值给定将所述负载角增量Δδ_s叠加到所述定子磁链估计角度以获得定子磁链角度的期望值并根据所述定子磁链角度的期望值和所述定子磁链幅值给定计算得到定子磁链矢量参考值以及根据所述定子磁链矢量参考值所述定子磁链矢量所述反馈电流i_α/i_β和所述永磁同步电机的定子电阻R_s计算输出到SVM的参考电压矢量所述SVM根据所述参考电压矢量生成调制信号以对所述永磁同步电机进行直接转矩控制。