[发明专利]一种永磁同步电机的直交轴电流矢量复合控制器

权利要求书

1.一种永磁同步电机的直交轴电流矢量复合控制器，其特征在于含有：一个位置传感器、一个测速反馈环节、一个反电势前馈补偿器、一个转速闭环控制器、一个交轴电流复合控制器、一个直轴电流复合控制器和一个矢量变换器；其中：

所述位置传感器(BQ)和测速反馈环节(FBS)与电机转子同轴相连；旋转的d轴与静止的A轴之间的夹角θ，由位置传感器测出，用于确定Park坐标变换和Park^-1坐标变换的变换矩阵元素值；电机转子角速度ω由测速反馈环节测得，用于转速闭环控制；

所述矢量变换器包含一个N-2Clarke变换、一个Park变换、一个Park^-1变换、一个2-N Clarke^-1变换；其中N-2Clarke变换为定子坐标至正交静止坐标变换，输入为N相定子电流i₁、i₂、…、i_N，输出为αβ坐标下的两相交流电流i_α、i_β；Park变换为正交静止坐标至正交旋转坐标变换，输入为αβ坐标下两相交流电流i_α、i_β，以位置传感器所测θ角为变换矩阵参数，经变换后得到dq旋转坐标下的直轴电流i_d和交轴电流i_q；Park^-1变换为Park变换的逆变换，用于将正交旋转坐标变换至正交静止坐标，输入为电机控制电压相量在dq旋转坐标下的直轴分量u_d和交轴分量u_q，以位置传感器所测θ角为变换矩阵参数，得到αβ坐标下两相交流电压u_α、u_β；2-N Clarke^-1变换为正交静止坐标至定子坐标变换，输入为αβ坐标下两相交流电压u_α、u_β，输出为定子坐标下N相定子电压u₁、u₂、…、u_N；对于两相电机，其绕组空间正交，无需N-2Clarke变换和2-N Clarke^-1变换，所测量i₁、i₂即为i_α、i_β，控制器输出u_α、u_β即为u₁、u₂；

所述转速闭环控制器包含一个减法器和一个转速调节器(ASR)，其输入为电机转子速度的参考指令值ω^*，该指令值由外部给定输入；所述减法器用于实现电机转子速度的参考指令值ω^*与转子角速度ω的相减运算，得到转速误差；上述误差经所述转速调节器(ASR)，得到与系统所需力矩成正比的交轴电流参考给定量：其中G_ASR(s)为转速调节器的传递函数。

2.权利要求1中所述永磁同步电机的直交轴电流矢量复合控制器，其特征在于所述反电势前馈补偿器含有一个比例环节，其输入为电机转子速度的参考指令值ω^*；所述比例环节的比例系数K_E的大小由永磁同步电机的反电势常数K_EMF确定；电机转子速度的参考指令值ω^*经所述反电势前馈补偿器得到反电势前馈补偿量：u_FFV＝K_E·ω^*。