[發明專利]一種永磁同步電機最大轉矩電流比曲線跟蹤方法及裝置

有效

• 申請號: 201710726935.1
• 申請日: 2017-08-22
• 公開（公告）號: CN107592052B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: *非凡
• 申請（專利權）人: 浙江零跑科技有限公司
• 主分類號: H02P21/22
• 分類號: H02P21/22
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏;占宇

本發明公開了一種永磁同步電機最大轉矩電流比曲線跟蹤方法及裝置。該方法包括：S1：電流幅值、電流角度值初始化；S2：更新當前電流幅值；S3：角度計算器根據PI調節器輸出的角度補償量與當前電流角度值相加得到最新電流角度值，當前電流角度更新為該最新電流角度值；S4：轉矩導數解算器通過差分法計算出當前轉矩對當前電流角度的導數；S5：誤差判斷器判斷導數是否在設定的范圍內，如果是則執行步驟S6，否則執行步驟S7；S6：當前電流幅值增加10A，跳轉至步驟S2；S7：PI調節器根據導數計算出角度補償量并輸出到角度計算器，跳轉至步驟S3。本發明改變靜態的標定模式為動態的搜索模式，實時搜索出在當前電流矢量大小下，轉矩最大的電流角度值。

技術領域

本發明涉及永磁同步電機轉矩電流比跟蹤技術領域。

背景技術

隨著國民經濟和科學技術的發展，電機在各行各業中發揮的作用越來越重要。永磁同步電機得益于其設計、制造、控制的方面的諸多優點，廣泛應用于各種工業生產生活的場合。加之我國的稀土資源豐富，永磁同步電機的應用市場在我國尤其大。永磁同步電機可由交直軸電感的異同被分為表貼式和內置式，由于內置式永磁同步電機(IPMSM)可在弱磁條件下具有較寬的調速區間，應用較為廣泛。

在IPMSM的控制策略中，為了實現效率的最大化和電流容量的最大利用，電機在弱磁之前將被控制運行在最大轉矩電流比(MTPA)曲線上，即當d軸電流(id)和q軸電流(iq)滿足MTPA曲線的關系之時，單位電流所產生的轉矩是最大的。

在現有的解決方案中，MTPA曲線往往是通過人工反復的試湊標定而來，即在固定電流大小之后，反復調節電流的角度最終描繪出MTPA曲線，標定完成后MTPA曲線就固定下來不再改變。傳統的人工標定方法，對電機曲線的標定工作會占用較大時間，嚴重影響開發效率以及工程進度；由于是通過人工對電機進行標定，其偏移誤差很大，甚至不同的操作人員的標定結果也不盡相同，因此不能保證曲線的準確性；傳統的標定查表法采用的是靜態的方式，即“一次標定、永久使用”的原則，在電機參數隨著使用時間的增加而變化的時候，其實際MTPA曲線將會有顯著的變化，而靜態的標定法得到的曲線與實際曲線的差距將會越來越大，從而會影響電機的總體效率；傳統的標定查表法中，對批量生產電機的一致性要求很高，由于在標定過程中僅僅對一臺或者幾臺樣機進行標定，當一致性有所欠缺時，其標定曲線和實際曲線會有較大的差距。

發明內容

本發明的目的是克服現有MTPA曲線人工標定方法存在的工期長、效率低、準確度差、魯棒性差的技術問題，提供了一種永磁同步電機最大轉矩電流比曲線跟蹤方法及裝置，其改變靜態的標定模式為動態的搜索模式，實時搜索出在當前電流矢量大小下，轉矩最大的電流角度值。

為了解決上述問題，本發明采用以下技術方案予以實現：

本發明的一種永磁同步電機最大轉矩電流比曲線跟蹤方法，包括以下步驟：

S1：電流幅值、電流角度值初始化；

S2：更新當前電流幅值；

S3：角度計算器根據PI調節器輸出的角度補償量與當前電流角度值相加得到最新電流角度值，當前電流角度更新為該最新電流角度值；

S4：轉矩導數解算器通過差分法計算出當前轉矩對當前電流角度的導數；

S5：誤差判斷器判斷導數是否在設定的范圍內，如果是則執行步驟S6，否則執行步驟S7；

S6：當前電流幅值增加10A，跳轉至步驟S2；

S7：PI調節器根據導數計算出角度補償量并輸出到角度計算器，跳轉至步驟S3。