[发明专利]一种大功率表面式永磁同步电机优化控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及永磁同步电机控制方法，具体是一种大功率表面式永磁同步电机优化控制方法。

背景技术

永磁同步电机因其具有快响应、高功率密度、低损耗、高效率等优点，而被广泛应用于工业自动化领域。传统的永磁同步电机控制方法主要采用双环(电流环、转速环)控制，其电流环主要采用解耦控制。实践表明，传统的控制方法由于解耦的准确性依赖于电机参数的准确性，而电机参数在电机运行过程中会随着工作环境的变化而发生变化，因此会造成解耦的不准确，从而对电机控制性能造成影响。基于此，有必要发明一种全新的永磁同步电机优化控制方法，以有效解决传统的永磁同步电机控制过程中因电机参数变化而造成解耦不准确的问题。

发明内容

本发明为了解决传统的永磁同步电机控制过程中因电机参数变化而造成解耦不准确的问题，提供了一种大功率表面式永磁同步电机优化控制方法。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种大功率表面式永磁同步电机优化控制方法，该方法是采用如下步骤实现的：

步骤a在步骤d开始前运行；

步骤b和步骤c在步骤d开始后与步骤d同时运行；

a.参数的离线辨识过程：

a1.在离线辨识开始时，根据实时获取的永磁同步电机定子温度值T查询定子的温度阻值对照表，得到定子电阻值R_s4；

a2.定子电感的离线辨识过程：

对永磁同步电机施加一个固定矢量的电压，并将该电压维持一定时间，由此对永磁同步电机的直轴进行定位；在定位过程中，永磁同步电机的永磁体磁链的直轴与所施加的电压方向一致，且永磁同步电机静止；此时，记录U相电流的稳态值；

待定位结束后，停止对永磁同步电机施加电压，使得定子电流逐渐下降至零；此时，重新对永磁同步电机施加一个相同矢量的电压，使得定子电流逐渐上升并稳定，同时测量得到U相电流从施加电压开始到达稳态值的0.632倍时所需的时间t_0.632；

根据公式(1)，辨识得到离线的定子电感值公式(1)表示为：

a3.永磁体磁链的离线辨识过程：

永磁同步电机的数学模型表示为：

当永磁同步电机采用i_d＝0控制，且运行到稳定状态时，R_si_d＝0、L_dpi_d＝0、L_qpi_q＝0、ωL_di_d＝0，公式(2)由此简化为：

由可得：

令永磁同步电机在i_d＝0且空载的情况下运行，则i_q为极小值，且包含i_q的项均可忽略，公式(4)由此等效为：

公式(5)中：u_s表示定子电压值；ω表示电角速度；f表示定子频率；

根据公式(5)，辨识得到离线的永磁体磁链值然后，关停永磁同步电机；

b.参数的在线辨识过程：

b1.采用模型参考自适应的方法，并采用通过Popov超稳定理论所得到的自适应率，得到在线辨识公式；在线辨识公式表示为：

公式(6)-(8)中：L_{s_old}表示上一拍估计出的定子电感值；ψ_{f_old}表示上一拍估计出的永磁体磁链值；表示上一拍估计出的电角速度值；表示本拍估计出的定子电感值；表示本拍估计出的永磁体磁链值；表示本拍估计出的电角速度值；表示在线辨识过程中估计出的定子电流励磁分量；表示在线辨识过程中估计出的定子电流转矩分量；和可根据电机的数学模型计算得到，其中会用到根据实时获取的永磁同步电机定子温度值T查表得到的定子电阻值R_{s_new}；

b2.在永磁同步电机的运行控制过程中，实时获取d轴电压值u_d、q轴电压值u_q、定子电流励磁分量i_d、定子电流转矩分量i_q、电角速度值ω；

将离线的定子电感值离线的永磁体磁链值作为在线辨识的初始值；