[發明專利]一種混合勵磁同步電機恒磁鏈控制方法

有效

• 申請號: 201510053693.5
• 申請日: 2015-02-02
• 公開（公告）號: CN104682806B
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 林明耀;趙紀龍
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H02P21/00
• 分類號: H02P21/00
• 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

本發明屬于電氣傳動技術領域，涉及一種恒磁鏈策略，特別是涉及一種混合勵磁同步電機控制方法。

背景技術

混合勵磁同步電機是在永磁同步與電勵磁同步電機的基礎上發展起來的一種寬調速電機，其主要目的是為了解決永磁同步電機氣隙磁場難以調節的問題。混合勵磁同步電機具有兩種勵磁源，一種是永磁體，另一種是電勵磁，永磁體產生的磁勢為主磁勢，勵磁繞組產生的磁勢為輔磁勢。這種電機結合了永磁同步與電勵磁同步電機的優點，兩種勵磁源在電機氣隙中相互作用產生主磁通，當電勵磁線圈通入正向的勵磁電流時，產生正向電磁轉矩而增大了電機轉矩；反之，當電勵磁線圈通入反向勵磁電流時，則產生反向磁場削弱氣隙磁場達到弱磁升速的目的，從而拓寬了電機的調速范圍。

目前，國內外對于混合勵磁同步電機控制方法及驅動系統研究較少，相關資料也不是很多。基本可以歸為兩類，一類是i_d＝0控制，另一類為弱磁控制。上述兩類控制方法的優點是簡單方便，恒功率運行范圍寬；缺點是存在功率因數降低，端電壓升高等問題。而國內外對于混合勵磁同步電機恒磁鏈控制的研究基本處于空白狀態。

發明內容

技術問題：本發明針對現有技術之不足，在分析現有混合勵磁同步電機控制方法的基礎上，提出了一種混合勵磁同步電機恒磁鏈控制方法。

技術方案：本發明的混合勵磁同步電機恒磁鏈控制方法，包括以下步驟：

(1)從電機主電路采集相電流i_a、i_b和勵磁電流i_f，對電機進行初始位置檢測，從電機編碼器上采集信號，送入控制器進行處理，得出轉速n和轉子位置角θ；

(2)將采集的相電流i_a、i_b經跟隨、濾波、偏置和A/D轉換，然后進行帕克變換，得到兩相旋轉坐標系下的定子d軸電流i_d和q軸電流i_q；

(3)用給定轉速n^*減去編碼器實測轉速n，將得到的轉速偏差△n輸入速度調節器經比例積分運算后得到轉矩參考值將轉矩參考值母線電壓U_dc、實測轉速n和給定轉速n^*輸入電流分配器，根據轉速判斷電機運行區間：當實際轉速小于額定轉速時，則混合勵磁同步電機運行于低速區，進入步驟4)，否則，混合勵磁同步電機運行于高速區，進入步驟5)；

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

當T_L≤T_N時，i_fref＝0，電流分配器按照如下電流分配方案輸出電流：

當T_L>T_N時，i_qref＝i_qN，電流分配器按照如下電流分配方案輸出電流：

其中，i_dref為d軸電流參考值，i_qref為q軸電流參考值，i_fref為勵磁繞組電流參考值；ψ_m為永磁體磁鏈，p為電機極對數；i_qN為q軸電流額定值，L_d、L_q分別為定子繞組d軸和q軸電感，M_f為電樞繞組與勵磁繞組之間的互感，T_eref為電磁轉矩參考值；

(5)第1個階段繼續保持i_dref＝0，采用恒磁鏈控制進行弱磁，電流分配器按照如下電流分配方案輸出電流：

其中，

當勵磁電流達到額定值后，第2個階段繼續采用d軸電流進行弱磁，電流分配器按照如下電流分配方案輸出電流：

其中，ψ_exc＝ψ_m+M_fi_fN，i_fN為勵磁電流額定值；