[發明專利]一種多相永磁同步電機的閉環相位補償控制方法及裝置

有效

• 申請號: 201910032113.2
• 申請日: 2019-01-14
• 公開（公告）號: CN109687796B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 曲榮海;劉旭;孔武斌
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H02P21/24
• 分類號: H02P21/24;H02P21/22;H02P6/06
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 曹葆青;李智

1.一種多相永磁同步電機的閉環相位補償控制方法，其特征在于，所述多相永磁同步電機的相數n大于3且為奇數，其存在(n-1)/2個諧波平面，包括以下步驟：

(1)根據電機轉速反饋值和電機轉速給定值之間的誤差值，確定電樞電流給定值，基于電樞電流給定值確定各諧波平面d軸給定電流和各諧波平面q軸給定電流；

(2)將靜止相坐標軸系下的電機n相電流變換為旋轉正交d-q軸系下各諧波平面電流分量；根據旋轉正交d-q軸系下各諧波平面電流分量的d軸電流分量q軸電流分量，分別確定各諧波平面d軸電流反饋值和各諧波平面q軸電流反饋值；

(3)將各諧波平面d軸給定電流與對應的諧波平面d軸電流反饋值作差，得到各諧波平面d軸電流誤差值，根據各諧波平面d軸電流誤差值計算得到各諧波平面d軸電壓給定值；將各諧波平面q軸給定電流與對應的諧波平面q軸電流反饋值作差，得到各諧波平面q軸電流誤差值，根據各諧波平面q軸電流誤差值計算得到各諧波平面q軸電壓給定值；

(4)通過調節電樞電流給定值，進而調節各諧波平面d軸電流給定值和各諧波平面q軸電流給定值，使得電機轉速給定值與電機轉速反饋值的差值為零；通過調節各諧波平面d軸電壓給定值，使得各諧波平面d軸電流給定值和其對應的諧波平面d軸電流反饋值差值為零；通過調節各諧波平面q軸電壓給定值，使得各諧波平面q軸電流給定值和其對應的諧波平面q軸電流反饋值差值為零；

(5)根據各諧波平面d軸電壓給定值和各諧波平面q軸電壓給定值，計算得到各諧波平面補償后位置角；

(6)根據各諧波平面補償后位置角、各諧波平面d軸電壓給定值和各諧波平面q軸電壓給定值確定對應的靜止坐標系下的α軸電壓給定值和β軸電壓給定值；

(7)根據靜止坐標系下的α軸電壓給定值和β軸電壓給定值，得到非正弦相調制波，將其作為PWM調制波對驅動脈沖進行調制，得到n相PWM信號，控制多相永磁同步電機運行。

2.根據權利要求1所述的多相永磁同步電機的閉環相位補償控制方法，其特征在于，設電機轉速反饋值為ω_r，電機轉速給定值為電樞電流給定值為各諧波平面d軸給定電流為各諧波平面q軸給定電流為

所述步驟(1)中，基于電樞電流給定值確定各諧波平面d軸給定電流和各諧波平面q軸給定電流，具體包括：

基于電樞電流給定值，使得電機d軸電流分量為零，設各諧波平面電流注入系數為k₁,k₃,...,k_n-2，則各諧波平面d軸給定電流為各諧波平面q軸給定電流為：

3.根據權利要求1所述的多相永磁同步電機的閉環相位補償控制方法，其特征在于，設各諧波平面d軸電壓給定值為各諧波平面q軸電壓給定值為

所述步驟(5)中具體通過如下公式計算各諧波平面補償后位置角

其中，θ_r為電機實際反饋角度，

4.根據權利要求3所述的多相永磁同步電機的閉環相位補償控制方法，其特征在于，所述步驟(6)具體包括：

其中，R^-1(θ^*)為反旋轉變換矩陣，為第k個諧波平面電壓正交同步旋轉軸的兩個分量；第k個諧波平面電壓正交靜止軸的兩個分量；

5.根據權利要求4所述的多相永磁同步電機的閉環相位補償控制方法，其特征在于，所述步驟(7)中根據靜止坐標系下的α軸電壓給定值和β軸電壓給定值，得到非正弦相調制波，具體包括：

根據靜止坐標系下的α軸電壓給定值和β軸電壓給定值，得到非正弦相調制波U_out：

其中，U_out＝[u₁,u₂,u₃,...,u_n]，u_i為第i相電壓，1≤i≤n，T^-1(0)為正交靜止坐標分量變換為多相自然靜止坐標分量的坐標變換矩陣。