[发明专利]一种永磁同步电机补偿控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种永磁同步电机补偿控制方法及系统，该方法包括：计算永磁同步电机的PI控制输出电压V_P；对永磁同步电机进行扰动观测，计算永磁同步电机的扰动补偿电压V_L；计算重复控制输出电压V_R；基于PI控制输出电压V_P、扰动补偿电压V_L和重复控制输出电压V_R，获得当前周期补偿控制后的最终输出电压V_e。本发明的永磁同步电机补偿控制方法通过扰动观测电压抑制三相不均衡产生扰动，并通过重复控制电压和PI控制输出电压减小对输出信号控制的稳态误差，当实际电机运转时三相阻抗发生变化时，电机不会出现转速及转矩脉动，保证电机正常的运转，系统稳定，且有效的降低了由三相不均衡带来的二阶谐波幅值。

技术领域

本发明属于电机控制技术领域，更具体地，涉及一种永磁同步电机补偿控制方法及系统。

背景技术

永磁同步电机具有功率密度大、效率高和结构简单等优点，广泛应用于各行各业。在永磁同步电机制造时，通常需要保证三相阻抗均衡。在电机长时间工作时，电机发热使电阻出现温漂或在制造时转子没有对中充分，都会引起电机三相阻抗不均衡。此外，在某些工况下，传输线阻抗所占的阻抗要高于电机内部的阻抗，传输线阻抗不均衡也会进一步加剧电机三相阻抗不均衡。当永磁同步电机处于三相不均衡状态，工作时会出现电压电流脉动，导致转矩转速脉动，从而影响电机正常工作。

现有的永磁同步电机三相不均衡控制方法主要是通过电流正负序分解，然后分别对正负序电压电流进行控制，使得引起脉动的部分电压电流趋于0。这种控制方法没有考虑到电机模型的特性只是对不平衡的传输线产生的干扰进行控制，正负序分解法在分解过程中会增加延迟环节给电机的控制带来影响，增加多个闭环控制系统会增加系统的复杂性，导致系统不稳定。

因此，特别需要一种控制方法以克服导致系统不稳定的问题。

发明内容

本发明的目的是提出一种导致系统稳定且不影响基本控制策略的永磁同步电机补偿控制方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种永磁同步电机补偿控制方法，包括：计算永磁同步电机的PI控制输出电压V_P；对所述永磁同步电机进行扰动观测，计算所述永磁同步电机的扰动补偿电压V_L；计算重复控制输出电压V_R；基于所述PI控制输出电压V_P、扰动补偿电压V_L和所述重复控制输出电压V_R，获得当前周期补偿控制后的最终输出电压V_e。

优选地，通过下述步骤获得所述PI控制输出电压V_P；实时采集所述永磁同步电机的角速度、电角度和三相电流ia、ib、ic；基于所述电角度，将三相电流ia、ib、ic由三相坐标系转换为d-q坐标系下的电机d轴实际输出电流id、q轴实际输出电流iq；基于所述角速度，获得所述永磁同步电机的q轴指令电流基于所述q轴指令电流和q轴实际输出电流iq，获得q轴指令电压基于d轴指令电流初始值和d轴实际输出电流id，获得d轴指令电压其中，所述PI控制输出电压V_P为：

优选地，通过Clark坐标变换，将三相电流ia、ib、ic由三相坐标系转换为α-β坐标系下的电机α轴输出电流iα、β轴输出电流iβ；通过Park坐标变换，将α-β坐标系下的电机α轴输出电流iα、β轴输出电流iβ转换为d-q坐标系下的电机d轴实际输出电流id、q轴实际输出电流iq。

优选地，Clark坐标变换矩阵K_s1与Park坐标变换矩阵K_s2的乘积K_s为：

其中，K_s为Clark坐标变换矩阵与Park坐标变换矩阵的乘积，θ为电角度。