[發(fā)明專利]永磁同步電機(jī)弱磁控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710614203.3
• 申請(qǐng)日: 2017-07-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107395078A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金辛海;陳偉;曾彥能
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海辛格林納新時(shí)達(dá)電機(jī)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02P21/00
• 分類(lèi)號(hào): H02P21/00;H02P21/22;H02P25/024;H02P27/08;H02P25/026
• 代理公司: 上海華祺知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所31247
• 代理人: 劉衛(wèi)宇

本發(fā)明公開(kāi)了一種永磁同步電機(jī)弱磁控制方法，包括：步驟a、通過(guò)無(wú)電流環(huán)弱磁控制或者單電流環(huán)弱磁控制獲得d軸輸出電壓U_d0〞和q軸輸出電壓U_q0〞；步驟b、在q軸輸出電壓U_q0〞中加入高頻的q軸補(bǔ)償電流i_q〞，以減小永磁同步電機(jī)的q軸實(shí)際電流i_q中的紋波電流。本發(fā)明在弱磁運(yùn)行中，通過(guò)在q軸輸出電壓中進(jìn)行高頻交軸電流的補(bǔ)償，減小了永磁同步電機(jī)的q軸實(shí)際電流i_q中的電流紋波以及電機(jī)振動(dòng)，增加了電機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種永磁同步電機(jī)弱磁控制方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的永磁同步電動(dòng)機(jī)矢量控制方法中，隨著電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的增加，需要的電力變換器的輸出電壓成線性增長(zhǎng)。而電力變換器能輸出的電壓是有限的，當(dāng)電機(jī)控制需求電壓超過(guò)電力變換器的電壓時(shí)，需要進(jìn)行弱磁控制。而在弱磁控制(例如無(wú)電流環(huán)弱磁控制和單電流環(huán)弱磁控制等方法)中，隨著弱磁深度的加深(速度升高與負(fù)載增大)，電機(jī)振動(dòng)增大容易出現(xiàn)不穩(wěn)定。

圖1示出了現(xiàn)有的電機(jī)控制器進(jìn)行無(wú)電流環(huán)弱磁控制的控制原理框圖。在非弱磁區(qū)域時(shí)，將永磁同步電機(jī)的給定轉(zhuǎn)速ω^*與反饋轉(zhuǎn)速ω做比較，差值送入速度環(huán)PI調(diào)節(jié)器運(yùn)算得出目標(biāo)轉(zhuǎn)矩T_e^*，根據(jù)目標(biāo)轉(zhuǎn)矩T_e^*通過(guò)最大轉(zhuǎn)矩電流比MTPA控制(Maximum Torque PerAmpere)得出q軸給定電流i_q^*和d軸給定電流i_d^*，將q軸給定電流i_q^*、d軸給定電流i_d^*分別與q軸實(shí)際電流i_q、d軸實(shí)際電流i_d做比較后送入電流環(huán)PI調(diào)節(jié)器運(yùn)算得出q軸輸出電壓U_q’和d軸輸出電壓U_d’。當(dāng)電機(jī)控制器的輸出電壓飽和、弱磁標(biāo)志信號(hào)FwFlag發(fā)生改變時(shí)，電機(jī)控制器的輸出電壓維持在最大值，弱磁切換開(kāi)關(guān)進(jìn)行切換動(dòng)作，使電機(jī)控制器由MTPA控制方式切換到圖1虛線框中的無(wú)電流環(huán)弱磁控制方式：即先將最大轉(zhuǎn)矩電流比MTPA控制獲得的q軸給定電流i_q*與q軸實(shí)際電流i_q之間的偏差進(jìn)行積分后，再與依次經(jīng)過(guò)高通濾波、比例放大(增益為Ki)后的d軸實(shí)際電流相加，得到電壓相角然后根據(jù)電機(jī)控制器最大輸出電壓限值U_max、以及電壓相角計(jì)算得到d軸輸出電壓U_d0〞和q軸輸出電壓U_q0〞，最后根據(jù)d軸輸出電壓U_d0〞和q軸輸出電壓U_q0〞生成PWM信號(hào)控制逆變器，驅(qū)動(dòng)永磁同步電機(jī)100。前述的電機(jī)控制器例如可以是變頻器等。

使用無(wú)電流環(huán)弱磁控制或者單電流環(huán)弱磁控制方法時(shí)，當(dāng)弱磁達(dá)到一定深度時(shí)，永磁同步電機(jī)的q軸(交軸)電流波動(dòng)會(huì)逐漸增大，當(dāng)q軸電流i_q的波動(dòng)增大到一定程度時(shí)，電動(dòng)機(jī)會(huì)出現(xiàn)失控。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種永磁同步電機(jī)弱磁控制方法，其能改進(jìn)永磁同步電機(jī)深度弱磁運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性。

本發(fā)明提供了一種永磁同步電機(jī)弱磁控制方法，包括：

步驟a、通過(guò)無(wú)電流環(huán)弱磁控制或者單電流環(huán)弱磁控制獲得d軸輸出電壓U_d0〞和q軸輸出電壓U_q0〞；

步驟b、在q軸輸出電壓U_q0〞中加入高頻的q軸補(bǔ)償電流i_q〞，以減小永磁同步電機(jī)的q軸實(shí)際電流i_q中的紋波電流。

采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點(diǎn)：