[發明專利]一種電動車用隱極式混合勵磁電機直接轉矩控制方法

有效

• 申請號: 201310340810.7
• 申請日: 2013-08-06
• 公開（公告）號: CN103401506A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 林明耀;韓臻;林克曼;趙紀龍
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H02P23/14
• 分類號: H02P23/14;H02P27/06
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

技術領域

本發明涉及一種電動車用隱極式混合勵磁電機直接轉矩控制方法，屬于電機控制技術領域。

背景技術

混合勵磁電機(HESM)具有永磁體和電勵磁繞組兩種勵磁源，繼承了永磁同步電機效率和功率密度高的優點，相比于永磁同步電機具有更強的磁場調節能力，具有轉矩輸出能力強和調速范圍寬的優點。

目前，混合勵磁電機控制普遍采用基于分區策略的矢量控制方法。矢量控制算法復雜且對電機參數有很大的依賴性，電機運行過程中參數的變化會造成較大的誤差。直接轉矩控制(DTC)是一種高性能的交流電機調速控制策略，是將電機的定子磁鏈與電磁轉矩作為被控量，根據給定轉矩、給定磁鏈與其計算值的誤差，并結合定子磁鏈的位置，直接選擇電壓矢量。與矢量控制相比，直接轉矩控制以轉矩為直接控制目標，動態特性好，同時對電機參數依賴小，是一種具有廣闊應用前景的控制方法。傳統直接轉矩控制方法中磁鏈給定值均為定子磁鏈額定值，優點是可以充分利用定子鐵芯，但輕載時d軸無功電流分量較大，會增加電機電樞電阻的發熱量，導致整體效率下降。因此，有必要研究混合勵磁電機直接轉矩控制方法及其磁鏈給定方法，保證混合勵磁電機具有良好的動態特性和轉矩輸出能力。

發明內容

發明目的：本發明針對現有技術之不足，提出了一種電動車用隱極式混合勵磁電機直接轉矩控制方法，提高驅動系統動態特性和轉矩輸出能力。

技術方案：一種電動車用隱極式混合勵磁電機直接轉矩控制方法，對隱極式混合勵磁電機采用直接轉矩控制策略：分別在電機處于低速標準區、低速增磁區、高速弱磁區運行區域時，根據最大轉矩電流比算法計算出定子磁鏈和勵磁電流給定值，根據電磁轉矩和所述定子磁鏈給定值與各自反饋值的差，查詢開關表獲取最優電壓矢量控制PWM逆變器，并根據所述勵磁電流給定值控制勵磁逆變器；

具體包括以下步驟：

步驟1)檢測PWM逆變器直流母線電壓、隱極式混合勵磁電機三相電流、隱極式混合勵磁電機實測轉速以及轉子位置角，得到檢測值；根據所述檢測值，計算得到隱極式混合勵磁電機定子磁鏈實際值ψ_s和轉矩實際值T_e；

步驟2)根據隱極式混合勵磁電機的轉速和帶載情況，根據最大轉矩電流比算法計算出電機分別處于低速標準區、低速增磁區、高速弱磁區運行區域時定子磁鏈給定值ψ_s^*和勵磁電流給定值i_f^*：

a.低速標準區：

根據所述電機實測轉速n和給定轉速n′計算得到隱極式混合勵磁電機轉矩給定值T_e^*，所述轉矩給定值T_e^*小于額定轉矩T_N，勵磁電流給定值i_f^*為0；

根據所述轉矩給定值T_e^*和隱極式混合勵磁電機處于低速標準區運行時轉矩T_e表達式，計算得到兩相旋轉坐標系下定子繞組q軸電流i_q；所述轉矩T_e表達式為：

Te=32piqψpm;]]>

其中，p為極對數，i_q為定子繞組q軸電流，ψ_pm為永磁磁鏈；

將所述定子繞組q軸電流i_q代入隱極式混合勵磁電機定子處于低速標準區運行時定子磁鏈ψ_s表達式，得到定子磁鏈給定值ψ_s^*；所述定子磁鏈ψ_s表達式為：