[发明专利]基于旋转高频注入的永磁同步电机控制方法

说明书

本发明提供的基于旋转高频注入的永磁同步电机控制方法，包括将预设的转速与转子跟踪器所得差值，经过滑模速度控制器调节后输出转矩电流，转矩电流与转矩电流反馈量的比较差值经过PI调节器输出电压u_q；而励磁电流反馈量的偏差与励磁电流量的比较差值经过电流PI调节器输出电压u_d，转矩电压u_q与励磁电压u_d经Park逆变换得到两相控制电压；将旋转高频电压信号叠加入两相控制电压后进行SVPWM调制生成PWM调制波。通过PWM调制波控制三相逆变器开关器件通断来获得所需的三相电压，进而控制永磁同步电机。本发明能够使永磁电动机拥有更强的鲁棒性，增强容错性。

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，具体地，涉及一种基于旋转高频注入的永磁同步电机控制方法。

背景技术

永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor，简称PMSM)具有功率密度高、能量转换效率高、调速范围广、体积小、重量轻等优点，在工业、民用、军事等领域得到广泛的应用。

矢量控制与直接转矩控制在永磁同步电机调速系统中应用广泛，能够满足大部分控制要求。常规的这两种控制方式都需要安装位置传感器以确定电机转子的位置和速度信息，但这也给传动系统带来一系列的问题，如增大了电机转轴的转动惯量，系统成本提高，可靠性降低，在一些恶劣条件下在还伴有安装困难的缺陷。

传统的滑模控制是变结构控制系统中的控制策略。此种控制策略的本质特点是控制的不连续性，就是一种系统结构随着时间不断变化的开关特性，实际上就是使系统在一定条件下沿规定的轨迹做小幅度、高频率的振荡，随着当今社会对电机工作环境的多样性的要求，控制电机的要求也相应的会有更多的要求。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于旋转高频注入的永磁同步电机控制方法。

根据本发明提供的基于旋转高频注入的永磁同步电机控制方法，包括如下步骤：

步骤S1：获取检测到的所述永磁同步电机的三相定子电流I_a、I_b、I_c，将I_a、I_b、I_c通过依次进行Clark变换和Park变换生成转矩电流反馈量I_q和励磁电流反馈量I_d；

步骤S2：通过转子位置跟踪观测器获取到转子角速度反馈量ω；

步骤S3：将预设定的转速ω^*与所述转子角速度反馈量ω的比较差值输入滑模速度控制器调节后输出转矩电流I_q^*，将所述转矩电流I_q^*与所述转矩电流反馈量I_q的比较差值输入第一PI调节器后输出电压u_q；将预设的励磁电流I_d^*与所述励磁电流反馈量I_d的比较差值输入第二PI调节器后输出电压u_d；

步骤S4：将所述电压u_q、所述电压u_d经过Park逆变换生成两相静止坐标系下的两相控制电压u_α和u_β；

步骤S5：将注入的高频旋转载波信号叠加到所述两相控制电压u_α和u_β后进行SVPWM调制生成PWM调制波。

步骤S6：通过PWM调制波控制三相全桥逆变器开关器件，输出三相电压U_A、U_B、U_C，进而控制所述永磁同步电机的运行。

优选地，在步骤S2中通过旋转高频注入法来获取所述转子角速度反馈量ω。