[发明专利]一种永磁同步电机角度误差自适应的方法

权利要求书

1.一种永磁同步电机角度误差自适应的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：设计补偿方式及补偿量的获取和计算方法；

步骤2：设置补偿条件，并依据当前电流指令判断是否满足补偿条件；

步骤3：依据补偿条件设置补偿与不补偿切换之间的平滑过渡策略；

步骤4：设计PI调节器；

步骤1中所述补偿方式是采用电压反馈法对转矩电流i_q进行修正，具体为：

其中，i_q^*(U_{dq_exp})为修正之后的转矩电流，对应的电机电压为基准电压u_{dq_exp}；i_q^*(U_{dq_blk})是修正前的转矩电流指令，对应的电机电压为u_{dq_blk}；Δi_q是转矩电流修正量；

电机电压U_dq是由电机交直轴电压计算得到，具体为：

其中，u_d是电机直轴电压，u_q是电机交轴电压；

PI调节器的输入是基准电压udq_exp以及反馈电压udq_blk，两者的差值通过不带耦合的PI调节器输出转矩电流修正量Δi_q；

步骤2中所述补偿条件为：

最大转矩电流比区域不补偿，弱磁区域在转矩电流大于设置的转矩电流阈值iq_threshold时补偿，小于设置的转矩电流阈值iq_threshold时不补偿；

步骤2中所述依据当前电流指令判断是否满足补偿条件为：

根据当前的转速指令n与电机额定转速n_N的大小关系，判断电机运行在最大转矩电流比区域还是弱磁区域：

当nn_N时，电机运行在最大转矩电流比区域；

当n≥n_N时，电机运行在弱磁区域；

若运行在最大转矩电流比区域，则不满足补偿条件，不进行补偿；

若运行在弱磁区域，则需要根据当前的转矩电流指令i_q与设置的转矩电流阈值iq_threshold的大小关系，判断是否需要补偿：

当i_qiq_threshold时，不满足补偿条件，不进行补偿；

当i_q≥iq_threshold时，满足补偿条件，进行补偿；

对补偿状态设置补偿标志位，若满足补偿条件则补偿标志位置1，若不满足补偿条件则补偿标志位置0；

步骤3中所述依据补偿条件设置补偿与不补偿切换之间的平滑过渡策略为：

根据给出的补偿策略，考虑转矩电流i_q在阀值iq_threshold处切换，为了实现在阀值处切换的平滑过渡，设置补偿系数p，p∈[0,1]，p的表达式为：

p＝0 i_q＜i_{q_threshold}

p＝1 i_{q_threshold}+15＜i_q

PI调节器输出的限值乘上补偿系数p，即可完成平滑切换过程；

步骤4中所述设计PI调节器为：

采用电压反馈的方式进行补偿修正，PI调节器的设定值是基准电压udq_exp，反馈值是反馈电压udq_blk；

计算PI调节器的输入输出限幅值：

根据反馈电压udq_blk与基准电压udq_exp之间的差值ΔU_dq，确定PI调节器的输入限幅；

在保证调制系数能调节回来的基础上确定补偿量Δi_q的最大最小值，从而得到PI的输出限幅值为：

InLowerLimit＝-max(ΔU_dq)

InUpperlimit＝max(ΔU_dq)

OutLowerLimit＝-max(Δi_q)

OutUpperLimit＝max(Δi_q)

其中，max(ΔU_dq)为ΔU_dq的最大值，max(Δi_q)为Δi_q的最大值,-max(ΔU_dq)为ΔU_dq的最小值，-max(Δi_q)为Δi_q的最小值；

从补偿切换到不补偿时，将PI调节器积分输出清零，电机在各种工况下进行切换时，每次进入不补偿区域就将PI调节器清零，可以消除切换时补偿量波形的尖波。