[發(fā)明專利]一種永磁同步電機(jī)的單電流弱磁控制方法、裝置及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910446940.6
• 申請日: 2019-05-27
• 公開（公告）號: CN112003519B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梅文慶;連國一;黃佳德;文宇良;鄭漢鋒;曾小凡;胡仙;胡亮;周志宇;羅源
• 申請（專利權(quán)）人: 中車株洲電力機(jī)車研究所有限公司
• 主分類號: H02P21/14
• 分類號: H02P21/14;H02P21/22;H02P25/024;H02P27/12
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 羅滿

本發(fā)明公開了一種永磁同步電機(jī)的單電流弱磁控制方法、裝置及系統(tǒng)，在對永磁同步電機(jī)進(jìn)行控制時，為提高單電流弱磁控制的穩(wěn)定性，考慮到了對d軸電壓給定值進(jìn)行前饋補(bǔ)償，此外，在確定對d軸電壓給定值進(jìn)行補(bǔ)償?shù)那梆佈a(bǔ)償電壓時，又考慮到隨著深度弱磁飽和程度的加深，實(shí)際d軸電流和實(shí)際q軸電流中存在的低頻脈動分量對單電流弱磁控制的穩(wěn)定點(diǎn)的影響較大，使得整個電機(jī)系統(tǒng)不容易穩(wěn)定，因此，本申請只通過實(shí)際d軸電流的高頻分量和所述實(shí)際q軸電流的高頻分量來對d軸電壓給定值進(jìn)行前饋補(bǔ)償，從而使得單電流弱磁控制的穩(wěn)定點(diǎn)容易確定，提高了單電流控制策略的穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種永磁同步電機(jī)的單電流弱磁控制方法、裝置及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

由于變流器直流側(cè)的輸入電壓有限，永磁同步電機(jī)在進(jìn)行較寬速度范圍內(nèi)的控制時，大多采用矢量弱磁控制策略。現(xiàn)有傳統(tǒng)的永磁同步電機(jī)矢量控制弱磁策略中，通常采用兩個正交解耦的電流調(diào)節(jié)器來調(diào)節(jié)dq軸電流，但是當(dāng)電機(jī)處于高速段或者電流調(diào)節(jié)器接近飽和時，dq軸電流之間的耦合作用加強(qiáng)，影響電機(jī)的動態(tài)響應(yīng)速度，甚至可能導(dǎo)致整個電機(jī)系統(tǒng)的不穩(wěn)定。

為了解決在高速下dq軸電流的交叉耦合引起的問題，有學(xué)者提出單電流控制策略，也即利用PI調(diào)節(jié)器輸出的d軸電壓來計(jì)算q軸電壓，該方法并不是去消除這種耦合現(xiàn)象，而是利用這種耦合現(xiàn)象，只保留一個電流調(diào)節(jié)器，從而簡化了結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了動態(tài)響應(yīng)快、對直流母線電壓和負(fù)載的變化魯棒性較好等優(yōu)點(diǎn)。但隨著深度弱磁飽和程度的加深，單電流控制策略的穩(wěn)定性開始下降。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種永磁同步電機(jī)的單電流弱磁控制方法、裝置及系統(tǒng)，使得單電流弱磁控制的穩(wěn)定點(diǎn)容易確定，提高了單電流控制策略的穩(wěn)定性。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種永磁同步電機(jī)的單電流弱磁控制方法，包括：

在方波工況下，獲取永磁同步電機(jī)的實(shí)際d軸電流和實(shí)際q軸電流；

對所述實(shí)際d軸電流和實(shí)際q軸電流進(jìn)行高通濾波，得到所述實(shí)際d軸電流的高頻分量和所述實(shí)際q軸電流的高頻分量；

根據(jù)所述實(shí)際d軸電流的高頻分量和所述實(shí)際q軸電流的高頻分量確定前饋補(bǔ)償電壓；

利用所述前饋補(bǔ)償電壓對d軸電壓給定值進(jìn)行補(bǔ)償?shù)玫窖a(bǔ)償值，并根據(jù)所述補(bǔ)償值對所述永磁同步電機(jī)進(jìn)行單電流方波弱磁控制。

優(yōu)選地，所述對所述實(shí)際d軸電流和實(shí)際q軸電流進(jìn)行高通濾波，包括：

對所述實(shí)際d軸電流和實(shí)際q軸電流進(jìn)行二階高通濾波。

優(yōu)選地，所述根據(jù)所述實(shí)際d軸電流的高頻分量和所述實(shí)際q軸電流的高頻分量確定前饋補(bǔ)償電壓，包括：

根據(jù)所述實(shí)際d軸電流的高頻分量、所述實(shí)際q軸電流的高頻分量及補(bǔ)償電壓計(jì)算關(guān)系式確定前饋補(bǔ)償電壓；

所述補(bǔ)償電壓計(jì)算關(guān)系式為ΔU_d＝R_si_dh-w_eL_qi_qh；

其中，ΔU_d為所述前饋補(bǔ)償電壓，R_s為所述永磁同步電機(jī)的相電阻，i_dh為所述實(shí)際d軸電流的高頻分量，i_qh為所述實(shí)際q軸電流的高頻分量，w_e為所述永磁同步電機(jī)的定子電角頻率；L_q為交軸電感。

優(yōu)選地，所述利用所述前饋補(bǔ)償電壓對d軸電壓給定值進(jìn)行補(bǔ)償?shù)玫窖a(bǔ)償值，包括：

根據(jù)所述前饋補(bǔ)償電壓、所述d軸電壓給定值及補(bǔ)償關(guān)系式得到補(bǔ)償值；