[发明专利]一种非对称内置式永磁电机的最大转矩电流比控制方法

权利要求书

1.一种非对称内置式永磁电机的最大转矩电流比控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

选择最大磁阻轴线作为直轴建立非对称内置式永磁电机数学模型；

根据建立的非对称内置式永磁电机数学模型获得最大转矩电流比控制(MTPA)电流轨迹方程；

判断电流轨迹方程与电流极限圆相交情况，确定最大转矩电流比控制(MTPA)电流轨迹，考虑非对称运行特性计算对应的正负输出转矩范围，得到交直轴参考电流。

2.根据权利要求1所述的一种非对称内置式永磁电机的最大转矩电流比控制方法，其特征在于，非对称内置式永磁电机数学模型的建立，具体如下：

(1)选择最大磁阻轴线作为直轴，非对称内置式永磁电机永磁轴线与直轴存在45°电角度偏移，建立三相坐标系下的磁链方程与电压方程：

式中，转子位置θ_r用交轴到a相轴线的角度来表示，ψ_PM表示永磁磁链，L_abc表示每相电感矩阵，ψ_abc表示定子三相磁链，i_abc表示定子三相电流，u_abc表示定子三相电压，R_s表示定子相电阻；

(2)进行派克变换获得对应dq坐标系下定子电压方程、转矩方程：

式中u_d和u_q分别表示定子dq轴电压，i_d和i_q分别表示定子dq轴电流，L_d和L_q分别表示dq轴电感，ω表示转子电角速度，T_e表示电磁转矩，p表示电机极对数。

3.根据权利要求2所述的一种非对称内置式永磁电机的最大转矩电流比控制方法，其特征在于，根据式(4)获得最大转矩电流比控制(MTPA)电流轨迹方程，具体如下：

式中i_d和i_q分别表示定子dq轴电流，L_d和L_q分别表示dq轴电感，ψ_PM表示永磁磁链。

4.根据权利要求1所述的一种非对称内置式永磁电机的最大转矩电流比控制方法，其特征在于，交直轴参考电流的获取方法，具体如下：

(1)记式(5)中直线l₁：i_d+i_q＝0，直线l₂：l₂与原点距离K为：

(2)情况一：I_lim≤|K|，I_lim是最大定子电流，由式(5)得到i_d-i_q平面上线段AB为MTPA电流轨迹：

i_d+i_q＝0, T_B≤T^*≤T_A (7)

式中，A、B点为l₁与电流极限圆的交点，T_A即正转矩最大值，T_B即负转矩最大值；

将式(7)代入转矩方程(4)，获得情况一交直轴电流参考值：

(3)情况二：I_lim|K|，由式(5)得到i_d-i_q平面上折线ACD为MTPA运行轨迹：

式中，C点为直线l₁与l₂的交点；考虑直线l₂与电流极限圆存在两个交点，选择距离电压极限椭圆中心更近的点以便通过弱磁实现高速运行；忽略电阻压降，电压极限椭圆方程如下：

式中，U_lim为母线电压提供的最大相电压；得到电压极限椭圆中心位于第三象限，D点交直轴电流i_qD和i_dD为：

将式(9)代入转矩方程(4)，获得情况二交直轴电流参考值：