[發明專利]一種永磁同步電機最大轉矩電流比控制方法

有效

• 申請號: 201810583375.3
• 申請日: 2018-06-08
• 公開（公告）號: CN108649851B
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發明（設計）人: 郭磊磊;曹玲芝;金楠;竇智峰;孔漢;吳振軍;李琰琰;楊小亮;武潔;王華清;章凱旋
• 申請（專利權）人: 鄭州輕工業學院
• 主分類號: H02P21/22
• 分類號: H02P21/22
• 代理公司: 61223 西安銘澤知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 俞曉明

本發明公開了一種永磁同步電機最大轉矩電流比控制方法，包括：根據定子線電壓及定子電流計算定子磁鏈；根據定子電流及定子磁鏈計算參考轉矩；根據同步旋轉坐標系下的定子電流及差值電感計算可調轉矩；根據參考轉矩確定是否啟動參數辨識算法；根據誤差轉矩實現最佳差值電感辨識；根據差值電感或最佳差值電感及定子電流計算勵磁電流指令。因此，本發明實施例提供的控制方法，當差值電感與真實值存在偏差時，使得可調轉矩與參考轉矩存在偏差，利用比例積分調節器對該誤差轉矩進行閉環調節至兩個轉矩相等，即差值電感收斂到實際值，從而實現差值電感的在線辨識，進而將辨識得到的差值電感值用于永磁同步電機的最大轉矩電流比控制。

技術領域

本發明涉及電力電子技術領域，尤其涉及一種永磁同步電機最大轉矩電流比控制方法。

背景技術

為了應對能源危機，新能源技術得到蓬勃發展。風能是一種取之不盡、用之不竭的可再生能源，風力發電技術成為新能源技術的重中之重。凸極永磁同步電機因為高功率密度、高可靠性等優點而廣泛應用于風力發電系統。相對于隱極永磁同步電機，凸極永磁同步電機可以通過利用磁阻轉矩提高效率，而利用磁阻轉矩的控制即為最大轉矩電流比控制。最大轉矩電流比控制通過采用最小的電流來輸出所需要的轉矩，從而可以大大減小電機的銅耗，達到提高電機運行效率的目標。

現有的最大轉矩電流比控制方法主要包括三種，第一種方法是擾動法，通過擾動電流角度動態實現最大轉矩電流比控制，但是該方法在穩態時存在脈動；第二種方法是信號注入法，這需要在電機里注入高頻信號并提取高頻響應信號，其實現過程較復雜且也存在穩態脈動。通常使用的是基于模型的最大轉矩電流比控制方法，雖然基于模型的最大轉矩電流比控制方法具有很好的穩態性能，但是該方法受參數的影響較嚴重。

發明內容

本發明實施例提供了一種永磁同步電機最大轉矩電流比控制方法，解決了現有技術中永磁同步電機最大轉矩電流比控制方法受電機參數擾動的問題。

一方面，本發明實施例提供的永磁同步電機最大轉矩電流比的控制方法，包括：S1，采樣計算單元根據永磁同步電機的定子線電壓u_ab、u_bc及定子電流i_A、i_B、i_C，計算靜止坐標系下的定子電壓u_α、u_β及定子電流i_α、i_β；S2，定子磁鏈觀測器根據所述定子電壓u_α、u_β及所述定子電流i_α、i_β計算靜止坐標系下的定子磁鏈ψ_sα、ψ_sβ；S3，轉矩參考模型計算單元根據所述定子電流i_α、i_β及所述定子磁鏈ψ_sα、ψ_sβ計算參考轉矩T_er：T_er＝n_p(ψ_sαi_β-ψ_sβi_α)，其中，n_p為所述永磁同步電機的極對數；S4，轉矩可調模型計算單元根據所述定子電流i_α、i_β及編碼器監測的所述永磁同步電機的轉子位置角度θ_r，計算同步旋轉坐標系下的定子電流i_sd及i_sq：并根據同步旋轉坐標系下的定子電流i_sd及i_sq及差值電感ΔL計算可調轉矩T_ea：T_ea＝n_p[ψ_f+ΔL·i_sd]i_sq，其中，ψ_f為所述永磁同步電機的永磁體磁鏈，ΔL＝L_d-L_q，L_d和L_q分別為永磁電機的d軸和q軸電感；S5，參數辨識啟停控制單元根據所述參考轉矩T_er確定是否啟動參數辨識算法：當所述參考轉矩T_er的絕對值小于正常數ε時，停止參數辨識算法，保持差值電感ΔL不變，進入S7；當所述參考轉矩T_er的絕對值大于正常數ε時，啟動參數辨識算法，進入S6；S6，最佳差值電感辨識：S61，參數辨識單元確定誤差轉矩T_err＝T_er-T_ea；S62，第一比例積分調節器根據所述誤差轉矩T_err計算新的差值電感ΔL′，并根據新的差值電感ΔL′計算新的可調轉矩T_ea；S63，根據新的可調轉矩T_ea計算新的誤差轉矩T_err：若新的誤差轉矩T_err為零，則新的差值電感ΔL′為最佳差值電感，并則進入S7；否則，進入S62；S7，勵磁指令電流計算單元根據所述差值電感ΔL或所述最佳差值電感ΔL′及所述定子電流i_sq計算勵磁電流指令i_sdref：