[发明专利]一种永磁同步电机角度误差自适应的方法

说明书

本发明公开一种永磁同步电机角度误差自适应的方法。该角度误差自适应方法针对永磁同步电机在运行过程中由于角度偏差带来的不稳定性实现自动调节。其方法是在高速弱磁区域采用iq补偿的方式，使调制系数控制在预期范围内。补偿的条件以及补偿量的限值都可以根据实际情况进行设置，且在补偿与不补偿之间采用平滑过渡策略，实现电机在全速范围内的稳定运行。实测结果表明了该方法的有效性和稳定性。

技术领域

本发明涉及永磁同步电机应对角度偏差的策略研究，具体涉及一种永磁同步 电机角度误差自适应的方法。

背景技术

在电动汽车行驶过程中，永磁同步电机的初始位置角容易出现偏差，对电机 的动态性能和稳态性能产生较大影响，导致电机调制系数超出可控范围，甚至失 控，这时需要采取应对策略，目前主要存在两种处理方式：从减小角度偏差入手， 设计角度偏差自动校准策略，或者是对角度偏差进行算法上的补偿。减小角度误 差在一定程度上能保证角度误差在一个较小的范围之内，改善角度误差对控制系 统带来的不良影响，但是控制精度不高，而且不易实现；从减小角度误差带来的 影响入手，对id、iq进行补偿修正。id、iq补偿可以保证调制系数可控，具体 实现方式有多种。

采用iq补偿的方式，不仅原理和计算过程简单，而且响应快，精度高，稳 定性高。

发明内容

本发明需要解决的问题是在永磁同步电机角度偏差的情况下，如何实现调制 系数误差自适应，确保调制系数在可控范围之内。

为解决该问题，本发明提出了一种永磁同步电机角度误差自适应的方法，具 体步骤为：

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；

作为优选，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；

作为优选，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；