[發明專利]一種永磁輪轂電機轉矩脈動抑制方法

在審

• 申請號: 201911356903.2
• 申請日: 2019-12-25
• 公開（公告）號: CN111162710A
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 王勤;陳瑋;孫章陽;周洋;林健;郭樂之;高健;楊帆
• 申請（專利權）人: 江蘇交科能源科技發展有限公司
• 主分類號: H02P21/05
• 分類號: H02P21/05;H02P21/22;H02P21/00
• 代理公司: 北京錦信誠泰知識產權代理有限公司 11813
• 代理人: 倪青華

1.一種永磁輪轂電機轉矩脈動抑制方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：基于同步旋轉坐標系建立永磁輪轂電機數學模型如下：

在上述公式中，u_d、u_q分別為永磁輪轂電機定子電壓在旋轉坐標系下的直軸分量和交軸分量；i_d、i_q分別是定子電流的直軸分量和交軸分量；R是定子電阻；ψ_d、ψ_q分別是永磁體的直軸磁鏈和交軸磁鏈；ω_e是轉子的電角速度；

S2：另i_d＝0，則d軸電流內環的輸入i_dref為0；

S3：速度環PI控制器作為系統外環，接收轉速指令與電機反饋轉速的差值，經過PI調節輸出q軸電流指令i_qref給q軸電流內環；

S4：所述d軸電流內環和所述q軸電流內環經過PI控制器調節分別輸出直軸和交軸的電壓分量u_d、u_q；

S5：經過反Park變換和SVPWM算法得到6路高頻開關信號輸入到三相逆變器，并由所述三相逆變器對輸入的直流電壓經過逆變后輸出對稱的三相正弦交流電壓到永磁輪轂電機的三相出線端；

S6：由電流傳感器采集電機的三相電流；

S7：由角度傳感器采集電機轉子的實時位置；

S8：依次經過Clark變換和Park變換得到直軸和交軸的電流分量i_dfdk和i_qfdk反饋到電流環PI控制器以形成閉環控制。

2.根據權利要求1所述的永磁輪轂電機轉矩脈動抑制方法，其特征在于，還包括對q軸電流環PI控制器進行補償的步驟：通過電流誤差迭代學習控制器接收q軸電流指令和電機輸出q軸電流反饋的電流差值信號，經過迭代學習控制運算，輸出電流誤差補償信號i_qcomp1至q軸電流環PI控制器。

3.根據權利要求2所述的永磁輪轂電機轉矩脈動抑制方法，其特征在于，所述電流誤差迭代學習控制器的數學模型如下：

其中，表示表示第(i+1)次迭代循環q軸電流的補償值，表示第i次迭代循環q軸電流的補償值，e_i表示第i次迭代循環q軸電流指令與反饋的誤差；α為濾波系數，β為學習律。

4.根據權利要求1所述的永磁輪轂電機轉矩脈動抑制方法，其特征在于，還包括對q軸電流環PI控制器進行補償的步驟：通過負載轉矩觀測器接收q軸電流指令和電機輸出的速度反饋值，經過狀態觀測，輸出觀測轉速和觀測轉矩，并根據負載轉矩與q軸電流的關系：

T_obs為在穩態時系統觀測到的負載轉矩，p_n為永磁輪轂電機的極對數，ψ_f為永磁體磁鏈；

負載轉矩觀測器將輸出的觀測轉矩經上式增益后得到補償電流i_qcomp2輸出給q軸電流環PI控制器。

5.根據權利要求4所述的永磁輪轂電機轉矩脈動抑制方法，其特征在于，所述負載轉矩觀測器的數學模型如下：

其中ω_m為電機的機械角速度；J為轉動慣量；T_e為電磁轉矩；T_l為負載轉矩；B為阻尼系數。

6.根據權利要求5所述的永磁輪轂電機轉矩脈動抑制方法，其特征在于，提高采樣頻率，并設定一個采樣周期內負載轉矩T_l是一個定值，即：

以q軸電流給定和電機輸出轉速ω_m為輸入變量，以觀測轉速負載轉矩T_l作為輸出變量。

7.根據權利要求1所述的永磁輪轂電機轉矩脈動抑制方法，其特征在于，還包括對q軸電流環PI控制器進行補償的步驟：通過電流誤差迭代學習控制器接收q軸電流指令和電機輸出q軸電流反饋的電流差值信號，經過迭代學習控制運算，輸出電流誤差補償信號i_qcomp1至q軸電流環PI控制器；

通過負載轉矩觀測器接收q軸電流指令和電機輸出的速度反饋值，經過狀態觀測，輸出觀測轉速和觀測轉矩，并根據負載轉矩與q軸電流的關系：

T_obs為在穩態時系統觀測到的負載轉矩，p_n為永磁輪轂電機的極對數，ψ_f為永磁體磁鏈；

負載轉矩觀測器將輸出的觀測轉矩經上式增益后得到補償電流i_qcomp2輸出給q軸電流環PI控制器。