[發明專利]一種拓展繞組開放式永磁同步電機弱磁運行范圍的方法

有效

• 申請號: 201410238205.3
• 申請日: 2014-06-03
• 公開（公告）號: CN104052362B
• 公開（公告）日: 2016-10-26
• 發明（設計）人: 魏佳丹;周勇;何健
• 申請（專利權）人: 江蘇元凱電氣科技有限公司
• 主分類號: H02P21/06
• 分類號: H02P21/06;H02P21/22
• 代理公司: 無錫盛陽專利商標事務所(普通合伙) 32227
• 代理人: 張寧

1.一種拓展繞組開放式永磁同步電機弱磁運行范圍的方法，其特征在于，將繞組開放式永磁同步電機端部一側依次連接第一逆變器和直流電壓源、另一側依次連接第二逆變器和電容，所述繞組開放式永磁同步電機的轉軸上設置位置傳感器，繞組開放式永磁電機三相繞組設置電流傳感器，所述電容側設置電壓傳感器，所述位置傳感器、電流傳感器的輸出端分別連接第一控制器、第二控制器的輸入端，所述位置傳感器、電流傳感器、電壓傳感器將采集到的永磁同步電機三相電流信號、轉速位置信號以及第二逆變器的電容電壓信號發送給第一控制器和第二控制器進行處理計算，控制所述第二逆變器輸出電壓與所述繞組開放式永磁同步電機的電流成微分關系，將電容和與第二逆變器等效成虛擬電感進行控制，為繞組開放式永磁同步電機串聯虛擬電感，以拓展弱磁調速范圍。

2.根據權利要求1所述的一種拓展繞組開放式永磁同步電機弱磁運行范圍的方法，其特征在于，第一控制器和第二控制器的處理計算包括以下步驟：

（1）獲取永磁同步電機的參數：電機的轉速n、電機轉子的位置θ、轉速給定值n_ref、d軸電流的給定值i_dref、電容電壓值V_cap、電容電壓給定值V_{cap_ref}、電機三相電流值i_a、i_b、i_c；

（2）將電機三相電流值i_a、i_b、i_c進行Clark變換得到i_α、i_β，再根據電機轉子的位置θ進行Park變換得到d軸電流i_d、q軸電流i_q；

（3）將電機的轉速n和轉速給定值n_ref進行比較后得到的偏差值進行PI調節得到q軸電流的給定值i_qref；

（4）將d軸電流i_d與d軸電流的給定值i_dref進行比較后得到的偏差值進行PI調節得到電壓控制矢量U_1dref、q軸電流i_q與q軸電流的給定值i_qref進行比較后得到的偏差值進行PI調節得到電壓控制矢量U_1qref，q軸電流的給定值i_qref由電機的轉速n和轉速給定值n_ref比較后得到的偏差值經過PI調節和限幅后得到，將電壓控制矢量U_1dref、U_1qref根據電機轉子的位置θ進行Park逆變換得到U_1αref、U_1βref，將U_1αref、U_1βref經過SVPWM調制模塊得到第一逆變器INV1的驅動信號；

（5）將步驟（4）中的電壓控制矢量U_1dref、U_1qref通過弱磁環節得到去磁電流Δi_d，當電壓控制矢量U_1dref、U_1qref的合成矢量的幅值小于第一逆變器INV1能夠提供的最大電壓值u_max，去磁電流Δi_d=0，i_dref=0，當電壓控制矢量U_1dref、U_1qref的合成矢量的幅值大于第一逆變器INV1能夠提供的最大電壓值u_max，去磁電流Δi_d為負值，使得d軸電流i_d與d軸電流的給定值i_dref比較后得到偏差值減小，該值的減小通過限幅單元對q軸電流的給定值i_qref產生影響，使得i_d和i_q滿足電機電流限制條件。；

（6）將步驟（2）中得到的d軸電流i_d、q軸電流i_q計算出電流與q軸之間的夾角γ，將電容電壓值V_cap、電容電壓給定值V_{cap_ref}進行比較后得到的偏差值與夾角γ進行坐標變換，將坐標變換得到的值分別與d軸電流i_d經PI調節后的輸出值、q軸電流i_q經PI調節后的輸出值進行相加得到電壓控制矢量U_2dref和U_2qref，根據電機轉子的位置θ將電壓控制矢量U_2dref、U_2qref進行Park逆變換得到U_2αref、U_2βref，將U_2αref、U_2βref進行SVPWM轉換得到第二逆變器INV2的驅動信號；

（7）根據公式???????????????????????????????????????????????，即繞組開放式永磁同步電機的電流i_t與第二逆變器INV2輸出電壓成微分關系，可以得出當第二逆變器INV2輸出的電壓幅值為所能提供的電壓極限值，第二逆變器INV2等效的虛擬電感值L最大，根據公式，當u_lim、i_lim、L_d均為極限值時，?n_max為最大值，提高了電機在弱磁運行時能達到的最高轉速。