[发明专利]基于转矩前馈控制技术的内置永磁同步电机弱磁控制方法

摘要

本发明公开了一种基于转矩前馈控制技术的内置永磁同步电机弱磁控制方法，主要包括定子磁链调节模块、电流数据表、电流调节器、脉宽调制、变换、Park变换，不控整流桥、逆变器；所述的定子磁链调节模块根据输入的转矩给定值、直流母线电压、电机转速和调制系数计算合适的定子磁链给定值作为输出；所述的定子磁链调节模块，包含有I‑VII共7个模块；I是一个一维表格，记录了不同给定转矩下对应的最小定子磁链。本发明通过在定子磁链调节中引入一个比例系数实现电机在弱磁区域转矩输出的最大化，同时保证转矩的稳定性。该系数根据当前电机的运行工况自动改变大小，在高速低转矩时提高电压裕量，在高速大转矩时提高转矩输出能力，从而实现直流母线电压的最大利用率。

主权项

1.一种基于转矩前馈控制技术的内置永磁同步电机弱磁控制方法，其特征在于，主要包括/n定子磁链调节模块、电流数据表、电流调节器、脉宽调制、变换、Park变换，不控整流桥、逆变器；/n所述的定子磁链调节模块采用反馈和积分调节的混合控制方式，同时基于查表法和阈值判断；所述的定子磁链调节模块根据输入的转矩给定值、直流母线电压、电机转速和调制系数计算合适的定子磁链给定值作为输出；/n所述的定子磁链调节模块，包含有I-VII共7个模块； I是一个一维表格，记录了不同给定转矩下对应的最小定子磁链，II是一个限幅器，下限为0，无上限，III是一个选择器，根据选择开关的结果选择两路中的一路作为输出；如果开关输入为0，则将第一路结果作为输出；如果开关输入为1，则将第二路结果作为输出，IV为滞环比较器，输入为调制系数MI，上下限比较值分别为0.95和1.05，输出结果分别为1和0，V为积分器，VI为限幅器，上限为1，下限为0，VII为运算器，将2/π、直流母线电压V_dc、转速ω_e的倒数和比例系数相乘，其输出为λ*_s；具体步骤如下：/n（1）调节d、q轴电流使其位于电流极限圆上，利用公式（1）计算相应的定子磁链，其中和使用测量值，和使用给定值，λ_d是d轴定子磁链，λ_q是q轴定子磁链，同时利用转矩传感器记录此时的转矩测量值，计算定子磁链和转矩之间的拟合函数，并将其存入I中；/n /n（2）通过I计算出当前给定转矩命令下的最小定子磁链值，该值表示该电机在当前给定转矩下所能达到的最小定子磁链；/n（3）比较与，如果，II输出0给积分器（V），使；如果，积分器开始正向积分，开始增大；/n /n（4）电机转速增加会导致反电势增大，进而导致调制系数MI增大，一旦MI超过滞环比较器（IV）的上限值，积分器（V）的输入会置零，从而保持不再增加，MI的表达式为公式（2），其中为合成电压矢量，为直流母线电压；/n所述的电流数据表包含两个二维表格；/n所述的电流调节器采用的是比例-积分调节器，d、q轴分别拥有一个比例-积分调节器，同时在d、q轴之间还有反电势的交叉解耦；/n所述的脉宽调制模块采用的是空间矢量脉宽调制技术；/n所述的变换是将定子dq轴参考电压变换到静止的坐标轴上；/n所述的Park变换是将定子a、b两相电流变换到与转子相同转速的dq坐标轴上；/n所述的电流数据表包含两个二维表格，每个表格均有两个输入变量：转矩给定值和定子磁链给定值，两个二维表格的输出分别为d轴电流给定值和q轴电流给定值，两个二维表格均通过电机实测数据建立，可根据输入变量进行二维线性插值计算得到相对应的输出结果。/n