[發(fā)明專利]一種混合勵(lì)磁同步電機(jī)功率因數(shù)控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310607967.1
• 申請(qǐng)日: 2013-11-25
• 公開（公告）號(hào): CN103607156A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林明耀;趙紀(jì)龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): H02P21/00
• 分類號(hào): H02P21/00;H02P27/06
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電氣傳動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種電流分配策略，特別是涉及一種混合勵(lì)磁同步電機(jī)控制方法。

背景技術(shù)

混合勵(lì)磁同步電機(jī)是在永磁同步與電勵(lì)磁同步電機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種寬調(diào)速電機(jī)，其主要目的是為了解決永磁同步電機(jī)氣隙磁場難以調(diào)節(jié)的問題。混合勵(lì)磁同步電機(jī)具有兩種勵(lì)磁源，一種是永磁體，另一種是電勵(lì)磁，永磁體產(chǎn)生的磁勢為主磁勢，勵(lì)磁繞組產(chǎn)生的磁勢為輔磁勢。這種電機(jī)結(jié)合了永磁同步與電勵(lì)磁同步電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，兩種勵(lì)磁源在電機(jī)氣隙中相互作用產(chǎn)生主磁通，當(dāng)電勵(lì)磁線圈通入正向的勵(lì)磁電流時(shí)，產(chǎn)生正向電磁轉(zhuǎn)矩而增大了電機(jī)轉(zhuǎn)矩；反之，當(dāng)電勵(lì)磁線圈通入反向勵(lì)磁電流時(shí)，則產(chǎn)生反向磁場削弱氣隙磁場達(dá)到弱磁升速的目的，從而拓寬了電機(jī)的調(diào)速范圍。

目前，對(duì)于混合勵(lì)磁電機(jī)控制方法及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)研究還較少，相關(guān)文獻(xiàn)不是很多，基本可以分為兩種：

（1）id=0的控制方法

id=0控制是混合勵(lì)磁同步電機(jī)矢量控制中最為簡單且使用最為廣泛的一種控制算法，計(jì)算量小、控制方便；缺點(diǎn)是隨輸出轉(zhuǎn)矩的增大，端電壓增加較快，對(duì)逆變器容量要求提高，當(dāng)負(fù)載增大時(shí)，功率因數(shù)降低。

（2）銅耗最小的控制方法

銅耗最小控制方法是在輸出所要求的轉(zhuǎn)矩下，保持銅耗最小。相對(duì)于id=0控制，銅耗最小控制提高了混合勵(lì)磁同步電機(jī)的效率，功率因數(shù)也有所提高，但是在這種控制方法中，電機(jī)的功率因數(shù)還是隨著負(fù)載的增大在減小。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題：本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)之不足，在分析現(xiàn)有混合勵(lì)磁同步電機(jī)控制方法的基礎(chǔ)上，提出了一種混合勵(lì)磁同步電機(jī)功率因數(shù)控制方法。

技術(shù)方案：本發(fā)明的混合勵(lì)磁同步電機(jī)功率因數(shù)控制方法，包括以下步驟：

（1）從電機(jī)主電路采集相電流i_a、i_b和勵(lì)磁電流i_f，對(duì)電機(jī)進(jìn)行準(zhǔn)確初始位置檢測，從電機(jī)編碼器上采集信號(hào)，送入控制器進(jìn)行處理，得出轉(zhuǎn)速n和轉(zhuǎn)子位置角θ；

（2）將采集的相電流i_a、i_b經(jīng)信號(hào)調(diào)理和A/D轉(zhuǎn)換，然后進(jìn)行帕克變換，得到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的d軸電流i_d和q軸電流i_q；

（3）將實(shí)測轉(zhuǎn)速n與給定轉(zhuǎn)速n^*比較后得到轉(zhuǎn)速偏差Δn，將轉(zhuǎn)速偏差Δn輸入速度調(diào)節(jié)器經(jīng)比例積分運(yùn)算后得到轉(zhuǎn)矩參考值T_e^*，將轉(zhuǎn)矩參考值T_e^*、實(shí)測轉(zhuǎn)速n和給定轉(zhuǎn)速n^*輸入電流分配器，判斷實(shí)際轉(zhuǎn)速是否小于弱磁基速，如是，則電機(jī)運(yùn)行于低速區(qū)，進(jìn)入步驟4），否則，電機(jī)運(yùn)行于高速區(qū)，進(jìn)入步驟5）；

（4）判斷負(fù)載轉(zhuǎn)矩是否滿足T_L≤T_N，其中T_L為負(fù)載轉(zhuǎn)矩、T_N為額定轉(zhuǎn)矩；

當(dāng)T_L≤T_N時(shí)，根據(jù)下列方程組求解計(jì)算d軸電流參考值i_dref、q軸電流參考值i_qref與勵(lì)磁電流參考值i_fref：