[发明专利]一种拓展IMC-SPMSM系统高速运行范围的方法

权利要求书

1.一种拓展IMC-SPMSM系统高速运行范围的方法，其特征在于，所述方法包含以下步骤：

S1、构造一种IMC整流级调制策略，使IMC中间直流电压平均值V_pn在线性变化；

S2、逆变级调制在线性调制区采用空间矢量调制策略，在过调制区采用最小相位差过调制策略；

S3、基于电压误差反馈方法设计弱磁控制器，采用电压误差构造价值函数，利用梯度下降法算出d轴和q轴定子电流的最优参考值，实现在弱磁运行区对IMC整流级输出电压的充分利用；

S4、设计整流级过调制深度PI控制器，根据定子电流参考矢量I_ref的幅值I_ref与电流限值I_lim之间的偏差，调节IMC整流级调制深度角α，增加整流级电压输出，使得IMC-SPMSM系统在达到功率限值时，进一步拓宽系统调速范围并提升暂态性能；

所述S1的具体步骤如下：

设IMC的三相输入电压平衡对称，且表达式为：

式中，v_a、v_b、v_c为IMC三相输入电压，V_im和ω_i为输入相电压幅值和角频率，t表示时间；

定义三相输入电压中瞬时最大值v_imax、中间值v_imid和最小值v_imin为：

式中，max表示取最大值，mid表示取中间值，min表示取最小值；

将ω_it∈[0,2π)划分为宽度π/6的12个输入电压分区，即[0,π/6)、[0,π/3)、……、[11π/6,2π)，每个分区内定义线电压变量如下：

Δv_imax＝v_imax-v_imin (3)

定义IMC中间直流电压瞬时值为v_pn，则通过对整流级开关器件的通断控制，v_pn∈{Δv_imax,Δv_imid}；设开关周期T_s内，v_pn＝Δv_imax和v_pn＝Δv_imid的时间分别为T_max和T_mid，其中0≤T_max，T_mid≤T_s，T_max+T_mid＝T_s，则定义下述两种调制方式：

调制方式1为：

调制方式2为：

T_max＝T_s,T_mid＝0 (7)

式中，k_i＝1,2,…,12为输入电压分区编号；

在输入侧电流为单位功率因数控制下，调制方式1和调制方式2对应的直流输出v_pn在T_s内的平均值分别为和计算公式如下：

通过控制在一个IMC输入电压分区内调制方式1和调制方式2各自单独作用的时间，使IMC中间直流电压平均值V_pn在线性变化。