[发明专利]用于无电解电容电机驱动系统的永磁电机控制器及方法

权利要求书

1.一种用于无电解电容电机驱动系统的永磁电机控制器，包括3s/2r坐标变换模块、dθ/dt计算模块以及SVPWM调制模块，永磁同步电机的转子位置角θ分别输入3s/2r坐标变换模块和dθ/dt计算模块，dθ/dt计算模块输出实际转速n，永磁同步电机的3相绕组电流i_a、i_b、i_c经3s/2r坐标变换模块输出的是交轴电流i_q和直轴电流i_d，其特征是：实际转速n与给定转速n^*作比较的差值输入转速环，转速环输出交轴电流给定量给定转速n^*和交轴电流给定量共同输入功率守恒算法模块，无电解电容电机驱动系统的电压幅值U输入功率守恒算法模块，功率守恒算法模块输出的是参考电流基波幅值I；功率守恒算法模块的输出端连接3次电流谐波注入算法模块的输入端，无电解电容电机驱动系统的角频率ω输入3次电流谐波注入算法模块，3次电流谐波注入算法模块输出的是整流电路参考电流整流电路参考电流与无电解电容电机驱动系统中的单相整流电路的实际输出电流i_out作比较的差值输入电流滞环比较器，电流滞环比较器输出端连接无电解电容电机驱动系统中的谐波注入电路的开关管；交轴电流i_q和交轴电流给定量作比较的差值输入电流环，直轴电流i_d和直轴电流给定量作比较的差值输入电流环，电流环输出的是直轴电压U_d和交轴电压U_q，电流环的输出端经SVPWM调制模块连接无电解电容电机驱动系统的三相逆变电路，三相逆变电路驱动永磁同步电机；

功率守恒算法模块对输入的给定转速n^*、交轴电流给定量和电压幅值U经式计算得到参考电流基波幅值I；P_r为永磁同步电机的转子极对数，Ψ_m为永磁同步电机的永磁磁链；3次电流谐波注入算法模块对输入的角频率ω和参考电流基波幅值I经式计算得到整流电路参考电流实际输出电流i_out与整流电路参考电流的差值小于电流滞环比较器的环宽时，电流滞环比较器输出为高电平，开关管导通；实际输出电流i_out与整流电路参考电流的差值大于环宽时，电流滞环比较器输出为低电平，开关管关断。

2.根据权利要求1所述的用于无电解电容电机驱动系统的永磁电机控制器，其特征是：转速环由重复控制器和PI控制器并联组成。

3.根据权利要求2所述的用于无电解电容电机驱动系统的永磁电机控制器，其特征是：重复控制器在时滞环节后串联低通滤波器。

4.一种如权利要求1所述的用于无电解电容电机驱动系统的永磁电机控制器的控制方法，其特征是包括以下步骤：

A)功率守恒算法模块对输入的给定转速n^*、交轴电流给定量和电压幅值U经式计算得到参考电流基波幅值I；P_r为永磁同步电机的转子极对数，Ψ_m为永磁同步电机的永磁磁链；

B)3次电流谐波注入算法模块对输入的角频率ω和参考电流基波幅值I经式计算得到整流电路参考电流

C)实际输出电流i_out与整流电路参考电流的差值小于电流滞环比较器的环宽时，电流滞环比较器输出为高电平，开关管导通；实际输出电流i_out与整流电路参考电流的差值大于环宽时，电流滞环比较器输出为低电平，开关管关断。

5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征是：转速环由重复控制器和PI控制器并联组成，转速环经式得到交轴电流给定量G_PI(z)是离散型的PI传递函数，G_RC(z)是离散型的重复控制传递函数，z是变量。

6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征是：重复控制器在时滞环节z^-N后串联低通滤波器Q(z)，离散型的重复控制传递函数N为系统采样频率与被控对象频率之比，R为超前环节的节拍，S(z)为补偿环节，k_RC为重复控制器的增益。

7.根据权利要求4所述的控制方法，其特征是：在无电解电容驱动系统的单相整流电路的输出侧注入与基波同相位的3次谐波。