[发明专利]一种永磁同步电机矢量控制方法

说明书

本发明公开了一种永磁同步电机矢量控制方法，属于永磁同步电机领域，包括以下步骤：S1：在不同坐标系下建立数学模型，为控制系统的建立与相关模型的仿真提供基础，S2：控制方法的选择，根据永磁同步电动机的用途和控制目标不同，矢量控制方法也各不相同，不同的控制方法具有各自的特点，S3：进行仿真分析，在MATLAB中搭建系统仿真模型。本发明的构建方法更加的科学合理，在i_d＝0控制方法的基础上适当的采用弱磁控制的方法，从而改善电机高速时的性能，通过调节定子电流i_d和i_q，增加定子直轴去磁电流分量实现弱磁升速，为保证电机电枢电流幅值不超过极限值，转矩电流量应随之减小，在保持电机端电压不变的情况下减小输出转矩实现弱磁增速。

技术领域

本发明涉及永磁同步电机领域，具体为一种永磁同步电机矢量控制方法。

背景技术

矢量控制的目的是为了改善转矩控制性能，而最终实施任然是落实到对定子电流的控制上，由于在定子测得各个物理量，包括电压、电流、电动势、磁动势等，都是交流电，其空间矢量在空间以同步转速旋转，调节、控制和计算都不是很方便，因此需要借助于坐标交换，使得各个物理量从静止坐标系转换到同步旋转坐标系，然后站在同步旋转坐标系上的各个空间矢量就变成的直流量，然后通过i_d＝0控制、最大转矩/电流控制、弱磁控制、控制，恒磁链控制等方法进行矢量控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种永磁同步电机矢量控制方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种永磁同步电机矢量控制方法，包括以下步骤：

S1：在不同坐标系下建立数学模型，为控制系统的建立与相关模型的仿真提供基础，包括以下步骤：

A：建立三相定子坐标系上的模型；

B：建立两相静止坐标系上的模型；

C：建立两相旋转坐标系上的模型；

S2：控制方法的选择，根据永磁同步电动机的用途和控制目标不同，矢量控制方法也各不相同，不同的控制方法具有各自的特点；

S3：进行仿真分析，在MATLAB中搭建系统仿真模型。

优选的，在S1中，永磁同步电机的数学模型解释了其内部构成，有助于我们设计控制策略，我们进行坐标变换和PI参数整定时都需要对其数学模型进行分析。

优选的，在S2中，矢量控制方法主要有i_d＝0控制、最大转矩/电流控制、弱磁控制、控制，恒磁链控制。

优选的，采用控制方式，无去磁效应，输出力矩与定子电流成正比，其主要的缺点是随着输出力矩的增大，端电压比较大，而功率因数急剧降低，从而对逆变器容量的要求增高，另外，该方法未能充分利用电机的力矩输出能力，在输出转矩中磁阻反应转矩为零。

优选的，控制相对复杂，并且最大输出力矩小。

优选的，恒磁链控制方法与i_d＝0控制方法比较，可以获得较高的功率因数，并且在输出相同转矩情况下，需要的逆变器容量比i_d＝0方式小，单磁分量大。

优选的，永磁同步电机弱磁控制思想来自他励直流电动机调磁控制，对于他励直流电动机，档期电枢端电压达到最高电压时，为使电动机能运行于更高转速采取降低电动机励磁电流，以平衡电压，实现弱磁增强。

优选的，综合来看，按照转子磁链方向并按i_d＝0方法进行控制的PMSM调速系统定子电流与转子磁通解耦，控制系统简单，转矩拨动小，可以获得很宽的调速范围，适用于有高性能要求的工业应用领域。