[发明专利]永磁同步电机直接转矩控制方法

权利要求书

1.一种永磁同步电机直接转矩控制方法，其特征在于，包括：

步骤A：获取永磁同步电机的给定转矩T_e^*；

步骤B：以给定转矩T_e^*和反馈转矩T_e的信号差作为super-twisting转矩控制器的输入，由所述super-twisting转矩控制器输出q轴电压矢量以给定定子磁链和反馈定子磁链信号差作为super-twisting磁链控制器的输入，由所述super-twisting磁链控制器输出d轴电压矢量

步骤C：将q轴电压矢量和d轴电压矢量经过PARK反变换单元变换后，得到α轴上的电压矢量和β轴上的电压矢量

步骤D：根据所述α轴上的电压矢量和β轴上的电压矢量生成PWM控制信号，并通过所述PWM控制信号控制逆变器的开关状态；其中，所述逆变器的开关状态与永磁同步电机的转矩相关。

2.根据权利要求1所述的永磁同步电机直接转矩控制方法，其特征在于，所述步骤A包括：

通过滑模观测器获取永磁同步电机的转速反馈信号ω_r和反馈转矩T_e；

获取转速给定信号与转速反馈信号ω_r的信号差作为转速环控制器的输入，由所述转速环控制器输出给定转矩T_e^*。

3.根据权利要求2所述的永磁同步电机直接转矩控制方法，其特征在于，滑模观测器的数学方程如下：

式中：u_α为定子电压在α轴上的分量、u_β为定子电压在β轴上的分量、i_α为定子电流在α轴上的分量、i_β为子电流在β轴上的分量；R_s为定子电阻、L为定子电感；K为滑模切换增益；p是微分算子；为i_α的估计值，为i_β的估计值；为对与i_α的差值进行饱和函数运算，勾对与i_β的差值进行饱和函数运算。

滑模观测器输出的反电动势的计算公式如下：

式中：e_α为滑模观测器在α轴上的反电动势、e_β为滑模观测器在β轴上的反电动势，k为滑模切换增益；

通过低通滤波器将反电动势对应的开关信号转换为等效的连续信号，转换公式如下：

式中，为e_α的估计值，为e_β的估计值，ω_c为低通滤波器的截止频率，s为拉普拉斯算子。

4.根据权利要求2所述的永磁同步电机直接转矩控制方法，其特征在于，通过滑模观测器获取反馈转矩T_e，包括：

通过电压传感器对逆变器的直流电压信号进行采样，并通过开关状态重构得到三相静止坐标系上的电压；

通过电流传感器采集永磁同步电机三相定子电流；

通过PARK坐标变换，将三相静止坐标系上的电压转换为两相静止坐标系上的电压分量；将三相定子电流转换为两相静止坐标系上的电流分量；

将两相静止坐标系上的电压分量和两相静止坐标系上的电流分量作为滑模观测器的输入，有所述滑模观测器输出反馈转矩T_e。