[發(fā)明專利]一種永磁電機(jī)控制方法和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710824903.5
• 申請(qǐng)日: 2017-09-14
• 公開（公告）號(hào): CN107508520B
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 施曉青;王曉琳;顧聰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): H02P21/18
• 分類號(hào): H02P21/18
• 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: 賈郡

本發(fā)明公開了一種永磁電機(jī)控制方法，本發(fā)明的基本思想是將永磁電機(jī)的有功功率/相電流或者無功功率/相電流作為轉(zhuǎn)矩/電流的間接觀測(cè)量，通過對(duì)電機(jī)有功功率/相電流的最大值或者無功功率/相電流的最小值的追蹤來獲得最佳的轉(zhuǎn)子位置補(bǔ)償角，使電機(jī)保持最大轉(zhuǎn)矩/電流輸出。本發(fā)明能實(shí)現(xiàn)永磁電機(jī)各種類型轉(zhuǎn)子位置誤差的補(bǔ)償，使電機(jī)的相電流與相反電勢(shì)同相位，從而增大電機(jī)出力、提高電壓利用率、增大調(diào)速范圍，減小轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)和電流紋波等，且不依賴于任何電機(jī)參數(shù)，易于實(shí)現(xiàn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力傳動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種永磁電機(jī)控制方法和裝置。

背景技術(shù)

永磁電機(jī)因其體積小、功率密度高等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各行業(yè)。但是現(xiàn)有的電機(jī)轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)方法包括無位置傳感器位置估測(cè)技術(shù)在內(nèi)，各自存在一定的位置檢測(cè)誤差，同時(shí)永磁電機(jī)本身的一些特性也會(huì)給電機(jī)系統(tǒng)帶來一些最終會(huì)體現(xiàn)在轉(zhuǎn)子位置上的誤差。這些誤差有的難以檢測(cè)或計(jì)算其大小，有的還會(huì)隨轉(zhuǎn)速或其他參數(shù)變化，毋庸置疑的是都給電機(jī)控制系統(tǒng)帶來了不利影響。

由這些不同原因造成的不同類型的轉(zhuǎn)子位置誤差給永磁電機(jī)系統(tǒng)的控制性能和運(yùn)行性能帶來的不利影響，主要有以下幾點(diǎn)：

1.電機(jī)的轉(zhuǎn)矩/電流降低，出力減小，帶負(fù)載能力減弱，電壓利用率降低；

2.繞組電流中含有較大無功分量，且電流產(chǎn)生紋波加劇轉(zhuǎn)矩波動(dòng)；

3.調(diào)速范圍減小等。

當(dāng)電機(jī)高速運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子位置誤差問題更加突出，對(duì)電機(jī)性能的影響也更加不容忽視，從而限制了永磁電機(jī)在高轉(zhuǎn)速高精度等更廣闊領(lǐng)域的應(yīng)用。而現(xiàn)有的解決該問題的方法大都只是針對(duì)某一類轉(zhuǎn)子位置誤差來設(shè)計(jì)補(bǔ)償方案，不僅存在局限，有時(shí)還會(huì)顧此失彼，或者補(bǔ)償方法依賴于電機(jī)參數(shù)，存在一定缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)背景技術(shù)的缺陷，提供一種永磁電機(jī)控制方法，不依賴于電機(jī)參數(shù)，易于實(shí)現(xiàn)，能有效補(bǔ)償所有類型的轉(zhuǎn)子位置誤差，使電機(jī)趨于最大有功功率輸出和最大轉(zhuǎn)矩/電流輸出的工作狀態(tài)。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：

一種永磁電機(jī)控制方法，包含以下基本控制思想：

將永磁電機(jī)的有功功率/相電流或者無功功率/相電流作為轉(zhuǎn)矩/電流的間接觀測(cè)量，通過對(duì)電機(jī)有功功率/相電流的最大值或者無功功率/相電流的最小值的追蹤來獲得最佳的轉(zhuǎn)子位置補(bǔ)償角，使電機(jī)保持最大轉(zhuǎn)矩/電流輸出。

作為本發(fā)明一種永磁電機(jī)控制方法基本思想的具體化，一種以有功功率/相電流作為轉(zhuǎn)矩/電流的間接觀測(cè)量的具體實(shí)現(xiàn)方法，包含以下具體步驟：

步驟1)，檢測(cè)得到永磁電機(jī)的母線電壓、母線電流和相電流；

步驟2)，根據(jù)永磁電機(jī)的母線電壓、母線電流和相電流計(jì)算得到有功功率/相電流；

步驟3)，給定電機(jī)一個(gè)初值為零的轉(zhuǎn)子位置補(bǔ)償角，并根據(jù)當(dāng)前電機(jī)的工作條件，以響應(yīng)快速性和不引起算法誤動(dòng)作為標(biāo)準(zhǔn)，試取出一個(gè)合適的補(bǔ)償角擾動(dòng)值；

步驟4)，分別計(jì)算有功功率/相電流和補(bǔ)償角本身的變化量；

步驟5)，根據(jù)上一步驟計(jì)算得到的兩個(gè)變化量的變化方向，來決定補(bǔ)償角下一步的擾動(dòng)方向；

步驟6)，更新經(jīng)擾動(dòng)后轉(zhuǎn)子位置補(bǔ)償角的值；

步驟7)，利用更新的補(bǔ)償角來補(bǔ)償檢測(cè)到的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)的誤差，從而得到新的轉(zhuǎn)子位置角；

步驟8)，根據(jù)補(bǔ)償后的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)構(gòu)造開關(guān)邏輯；

步驟9)，根據(jù)步驟8)構(gòu)造的開關(guān)邏輯控制永磁電機(jī)運(yùn)行；