[發(fā)明專(zhuān)利]一種永磁同步電機(jī)最大轉(zhuǎn)矩電流比控制裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810232807.6
• 申請(qǐng)日: 2018-03-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108448976B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-09-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳吉紅;冉玉標(biāo);楊立志;聶勇祥;鄭武
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H02P21/00
• 分類(lèi)號(hào): H02P21/00;H02P25/022
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專(zhuān)利中心 42201
• 代理人: 張彩錦;曹葆青

1.一種永磁同步電機(jī)最大轉(zhuǎn)矩電流比控制裝置，該控制裝置包括三相/二相轉(zhuǎn)換單元、二相/三相轉(zhuǎn)換單元、永磁同步電機(jī)和改進(jìn)MTPA控制單元，其特征在于，

所述永磁同步電機(jī)與所述三相/二相轉(zhuǎn)換單元連接，該三相/二相轉(zhuǎn)換單元將永磁同步電機(jī)的實(shí)時(shí)三相電流轉(zhuǎn)化為q軸和d軸實(shí)時(shí)電流；

所述改進(jìn)MTPA控制單元與所述二相/三相轉(zhuǎn)換單元連接，該改進(jìn)MTPA控制單元用于將預(yù)設(shè)初始d軸參考電流、q軸和d軸實(shí)時(shí)電流轉(zhuǎn)化并獲得d軸參考電流

所述三相/二相轉(zhuǎn)換單元與所述改進(jìn)MTPA控制單元相連，所述參考電流與所述d軸實(shí)時(shí)電流經(jīng)過(guò)運(yùn)算器和PI控制器后轉(zhuǎn)化為d軸當(dāng)前參考電壓U_d，作為所述三相/二相轉(zhuǎn)換單元的一個(gè)輸入，同時(shí)，預(yù)設(shè)初始參考轉(zhuǎn)速n_ref、電機(jī)實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速n與所述q軸實(shí)時(shí)電流通過(guò)運(yùn)算器和PI控制器后轉(zhuǎn)化為q軸當(dāng)前參考電壓U_q，作為所述三相/二相轉(zhuǎn)換單元的另一個(gè)輸入，該二相/三相轉(zhuǎn)換單元將其兩個(gè)輸入轉(zhuǎn)換為永磁同步電機(jī)的控制電壓，從而實(shí)現(xiàn)永磁同步電機(jī)的控制；

其中，所述改進(jìn)MTPA控制單元獲得d軸參考電流是按照下列方式：

利用該q軸和d軸實(shí)時(shí)電流計(jì)算獲得實(shí)時(shí)電流矢量I_s，將該實(shí)時(shí)電流矢量I_s與預(yù)設(shè)電流矢量I_s*比較，根據(jù)比較的結(jié)果對(duì)所述預(yù)設(shè)的d軸參考電流進(jìn)行調(diào)整，從而降低所述實(shí)時(shí)電流矢量I_s，調(diào)整后的d軸參考電流即為所需的d軸參考電流

所述改進(jìn)MTPA控制單元的獲得參考電流的方法具體包括下列步驟：

(a)設(shè)定初始參考電流的增量ΔI_d，延時(shí)時(shí)間T和標(biāo)志Flag＝0；

(b)計(jì)算I_d*＝I_d*+ΔI_d，輸出I_d*，延時(shí)T后測(cè)量實(shí)時(shí)電流矢量I_s的值，并判斷I_s*-I_s是否大于零，當(dāng)I_s*-I_s大于零時(shí)，執(zhí)行步驟(c1)，否則執(zhí)行步驟(c2)；

(c1)Flag＝1，并返回步驟(b)；

(c2)I_d*＝I_d*-ΔI_d，輸出I_d*，判斷Flag是否等于0，當(dāng)Flag等于0時(shí)，執(zhí)行步驟(d1)，否則執(zhí)行步驟(d2)；

(d1)結(jié)束；

(d2)I_d*＝I_d*-ΔI_d，輸出I_d*，延時(shí)T后測(cè)量I_s的值，判斷I_s*-I_s是否大于零，當(dāng)I_s*-I_s大于零時(shí)，執(zhí)行(e1)，否則執(zhí)行(e2)；

(e1)I_s*＝I_s，返回步驟(d2)；

(e2)I_d*＝I_d*+ΔI_d，輸出I_d*。

2.如權(quán)利要求1所述的一種永磁同步電機(jī)最大轉(zhuǎn)矩電流比控制裝置，其特征在于，所述三相/二相轉(zhuǎn)換單元包括依次連接的電流傳感器、CLARK變換模塊和PARK變換模塊。

3.如權(quán)利要求1或2所述的一種永磁同步電機(jī)最大轉(zhuǎn)矩電流比控制裝置，其特征在于，所述二相/三相轉(zhuǎn)換單元包括PARK逆變換模塊、SVPWM模塊和IGBT逆變器模塊，其中IGBT逆變器模塊接直流電源。

4.如權(quán)利要求2所述的一種永磁同步電機(jī)最大轉(zhuǎn)矩電流比控制裝置，其特征在于，所述電流傳感器采用霍爾傳感器。

5.如權(quán)利要求1所述的一種永磁同步電機(jī)最大轉(zhuǎn)矩電流比控制裝置，其特征在于，所述用于測(cè)量電機(jī)實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速n的速度傳感器優(yōu)選采用正交光電編碼器或旋轉(zhuǎn)變壓器。

6.如權(quán)利要求1所述的一種永磁同步電機(jī)最大轉(zhuǎn)矩電流比控制裝置，其特征在于,所述實(shí)時(shí)電流矢量I_s優(yōu)選采用下列表達(dá)式進(jìn)行，

7.如權(quán)利要求1所述的一種永磁同步電機(jī)最大轉(zhuǎn)矩電流比控制裝置，其特征在于，所述永磁同步電機(jī)的初始預(yù)設(shè)的d軸參考電流預(yù)設(shè)電流矢量I_s*為該永磁同步電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的電流矢量，對(duì)于內(nèi)嵌式的永磁同步電機(jī)的預(yù)設(shè)的d軸參考電流和預(yù)設(shè)電流矢量I_s*為該永磁同步電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的d軸電流和電流矢量。