[發明專利]一種交流調磁型記憶電機直接轉矩磁鏈控制方法

有效

• 申請號: 201911035686.7
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN110995109B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發明（設計）人: 林鶴云;王偉;陽輝;呂舒康;劉威
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H02P25/02
• 分類號: H02P25/02;H02P23/30;H02P23/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 劉莎

本發明公開了一種轉子永磁交流調磁型記憶電機直接轉矩磁鏈控制方法，其主要步驟包括：在正常工作模式下，采用直軸電流i_d＝0條件下的直接轉矩控制方法；需要進行調磁時通過短時給定磁鏈脈沖信號實現調磁；調磁過程結束后恢復i_d＝0條件下的直接轉矩控制方法。相對于傳統交流調磁型記憶電機矢量控制方法，本發明避免了復雜的實時解耦算法，在減小電機高速區定子銅耗的同時改善了其動態響應，實現系統轉矩輸出能力和運行效率的提高。與定子永磁直流調磁型記憶電機直接轉矩控制方法相比，該方法無需額外的調磁繞組和調磁電源，大大簡化了驅動控制系統結構。

所屬領域

本發明涉及電氣傳動技術領域，尤其涉及一種交流調磁型記憶電機直接轉矩磁鏈控制方法。

背景技術

永磁同步電機(Permanent Magnet Synchronous Machine,PMSM)以其固有的高效率和高功率密度特性而被廣泛應用于各種場合，特別是電動汽車場合。為獲得較寬的恒功率速度區域(Constant Power Speed Range,CPSR)，目前多采用負向d軸電流的方法來抵消永磁磁鏈。但是，連續的弱磁電流會帶來額外的銅耗，降低了系統效率。近年來，一類采用低矯頑力(Low Coercive Force,LCF)永磁體的記憶電機(Memory Machine,MM)以其方便的調磁特性受到了國內外學者的重視。這類電機通過施加瞬時退磁或磁化電流脈沖改變永磁材料磁化水平，在可以實現氣隙磁場在線調節的同時，調磁損耗大大減小，保證了電機可以在較寬的速度范圍內高效率運行。

與直流調磁型記憶電機相比，交流調磁型記憶電機結構相對簡單，便于加工，且定子繞組兼具電樞繞組和調磁繞組的作用，無需額外的調磁電源，簡化了其驅動控制系統組成。目前，交流調磁型記憶電機主要采用電流解耦的矢量控制方法，但該方法存在動態響應慢，實時坐標變換導致算法過程相對復雜的缺點。

發明內容

為解決現有技術存在的問題，本發明的目的是為交流調磁型記憶電機提供一種能夠根據運行速度和需求的不同，實現電機驅動與在線調磁協調的直接轉矩磁鏈控制方法，從而可以在提高電機轉矩輸出能力的同時改善系統動態響應。

技術方案：

為達到此目的，本發明所述交流調磁型記憶電機直接轉矩磁鏈控制方法，包括以下步驟：

步驟1，電機在穩定工作狀態下，采用直接轉矩磁鏈控制與直軸電流i_d＝0協調控制策略，定子磁鏈在該控制策略下的表達式為：

式中，ψ_s是定子磁鏈，L_q是交軸電感，T_e是電磁轉矩，p是電機極對數，ψ_f是電機永磁磁鏈；

步驟2，電機需要調磁時，通過短時給定磁鏈脈沖信號實現調磁，具體為：

2.1，若電機進行弱磁操作

弱磁指令時刻為t_{_DM}，在弱磁時間段[t_{_DM},t_{_DM}+Δt_{_DM}]內，電機轉矩環輸出保持T_{e_bDM}，定子給定磁鏈減小至ψ_{s_DM}：

式中，L_d和L_q分別是直軸電感和交軸電感，i_{d_DM}為期望弱磁電流峰值，T_{e_bDM}為t_{_DM}時刻的電機轉矩，ψ_{f_DM}為弱磁結束后的期望永磁磁鏈，Δt_{_DM}為電機弱磁時長；

2.2，若電機進行增磁操作