[发明专利]一种永磁同步电机最大转矩电流比电压矢量定向控制方法

说明书

本发明公开了一种永磁同步电机最大转矩电流比电压矢量定向控制方法，所述方法的实现系统包括九个部分：电压源逆变桥、永磁同步电机、转子位置检测模块、坐标变换模块、角速度计算模块、速度反馈模块、电流反馈模块、电压反馈模块、VVDC模块。所述电压反馈模块用于实现最大转矩电流比控制策略。所述VVDC模块包括：电压矢量计算模块、电压矢量扇区判断模块、占空比计算模块、调制波发生器、三角载波发生器、PWM发生器。所述最大转矩电流比电压矢量定向控制方法，无需进行Park逆坐标变换，能有效解决现有SVPWM算法中存在的坐标变换复杂、扇区判断运算繁琐、占空比计算冗余的问题，为永磁同步电机最大转矩电流比控制策略的实现提供了一种简单、有效的控制方法。

技术领域

本发明涉及一种永磁同步电机最大转矩电流比电压矢量定向控制方法，属于电机控制领域。

背景技术

永磁同步电机(PMSM,permanent magnet synchronous motor)具有结构简单、功率密度高、效率高等特点，近年来许多学者对其控制方法进行了研究。

现有技术通常采用空间电压矢量脉宽调制(SVPWM,space vector pulse widthmodulation)对PMSM进行控制，但现有SVPWM算法需要进行三次复杂的坐标变换(Park变换、Clarke变换和Park逆变换)，且在电压矢量扇区判断和占空比计算过程中存在运算繁琐、计算冗余等问题。“基于调制函数的SVPWM算法”(见《电工技术学报》，2008)针对现有SVPWM算法进行改进，提出基于调制函数的算法，使现有SVPWM算法得到简化。本发明提出一种电压矢量定向控制(VVDC,voltage vector directional control)方法，所提出控制算法不包含Park逆坐标变换，且扇区判断过程简洁高效、占空比计算过程可减少一个无关电压矢量的计算。所提出的VVDC方法能有效解决现有SVPWM算法中存在的坐标变换复杂、扇区判断运算繁琐、占空比计算冗余的问题。

最大转矩电流比(MTPA,maximum torque per ampere)控制策略可使PMSM在相电流相同的情况下输出最大转矩，进而减少电机定子铜耗和铁耗、减小逆变器容量。本发明在所提出VVDC方法的基础上，提出一种对d-q轴电流补偿的电压反馈MTPA控制方法，可有效实现PMSM的MTPA控制。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种永磁同步电机最大转矩电流比电压矢量定向控制方法。

为实现所述控制方法，本发明采用的系统见附图1，包括：电压源逆变桥、永磁同步电机、转子位置检测模块、坐标变换模块、角速度计算模块、速度反馈模块、电流反馈模块、电压反馈模块、VVDC模块。

其中，所述转子位置检测模块用于实时检测转子位置，并将输出值θ送到坐标变换模块、角速度计算模块和VVDC模块。

其中，所述坐标变换模块，包括：Clarke变换模块、Park变换模块。相电流i_a、i_b、i_c经Clarke变换模块和Park变换模块，将输出值i_d、i_q送到电流反馈模块。

其中，所述角速度计算模块用于计算电机转子旋转的角速度，并将输出值ω送到速度反馈模块。

其中，所述速度反馈模块将角速度给定值ω_ref和ω的差值经速度反馈PI控制器，输出i_q^*到电流反馈模块，用于实现PMSM的速度控制。