[發明專利]基于變步長搜索的MTPA曲線標定系統及標定方法

在審

• 申請號: 202010799681.8
• 申請日: 2020-08-11
• 公開（公告）號: CN112202379A
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 郭鴻浩;呂鵬程;林欣欣;向思明;楊浩
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H02P21/14
• 分類號: H02P21/14
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 姚姣陽

本發明揭示了一種基于變步長搜索的MTPA曲線標定系統及應用該系統的標定方法，系統由三相逆變器、空間矢量脈寬調制單元、光電編碼器、三相靜止?兩相靜止坐標變換單元、兩相靜止?兩相旋轉坐標變換單元、兩相旋轉?兩相靜止坐標變換單元、速度調節器、電流調節器以及自調節尋優策略單元組成。本發明在恒轉矩的情況下，通過變步長搜索法搜索出當前最小定子電流，并通過修改不同負載轉矩及重復實驗標定的方式最終完成了對MTPA曲線的標定。本發明不僅搜索過程直接、迅速，作業效率提升顯著，而且在最大限度上簡化了標定工作的流程，減輕了研究人員與試驗人員的負擔。

技術領域

本發明為一種電機最大轉矩電流比的控制系統及相應的方法，具體涉及一種適用于永磁同步電機的MTPA曲線標定系統及相應的方法，屬于電機控制技術領域。

背景技術

永磁同步電機(Permanent Magnetic Synchronous Machine， PMSM)、又稱他勵發電機，是近年來新興的一種電機設備，具有體積小、功率因數高、效率高、調速范圍寬、運行可靠、易維護等諸多優點，因此被廣泛應用于電動汽車、伺服控制、家用電器等對性能要求較高的領域。

為了更好地利用電機的電磁轉矩、提高電機的輸出轉矩， PMSM驅動系統通常會采用最大轉矩電流比控制。如今在各車廠采用的最大轉矩電流比控制方法中，運用較多的就是基于MTPA最優控制曲線的查表法。重點就是需要離線獲得電機的最優控制曲線，因此需要對電機的最優控制曲線進行標定。傳統的MTPA曲線標定工作中使用的搜索法需要實時測量電機的輸出轉矩輸出到測功機，并通過測功機的控制來調節當前測功機的負載轉矩大小。但是在實際的操作中，研究人員與試驗人員發現，這樣的操作方式會使得標定工作復雜化，嚴重影響了工作效率。

綜上所述，如何基于上述研究現狀，提出一種全新的、更為高效的永磁同步電機MTPA曲線標定系統及標定方法，以克服現有技術中所存在的不足，也就成為了本領域內技術人員所共同關注的問題。

發明內容

鑒于現有技術存在上述缺陷，本發明的目的是提出一種基于變步長搜索的MTPA曲線標定系統及標定方法，具體如下。

一種基于變步長搜索的MTPA曲線標定系統，與永磁同步電機相匹配，包括三相逆變器、空間矢量脈寬調制單元、光電編碼器、三相靜止-兩相靜止坐標變換單元、兩相靜止-兩相旋轉坐標變換單元、兩相旋轉-兩相靜止坐標變換單元、速度調節器、電流調節器以及自調節尋優策略單元；

所述電流傳感器的信號采集端與所述永磁同步電機的輸入端電性連接，所述電流傳感器的電流信號輸出端與所述三相靜止-兩相靜止坐標變換單元的電流信號輸入端電性連接；

所述三相靜止-兩相靜止坐標變換單元的信號輸出端與所述兩相靜止-兩相旋轉坐標變換單元的信號輸入端電性連接；

所述兩相靜止-兩相旋轉坐標變換單元的信號輸出端與所述自調節尋優策略單元的信號輸入端電性連接；

所述光電編碼器的信號采集端與所述永磁同步電機的輸出端電性連接，所述光電編碼器的信號輸出端與所述速度調節器的信號輸入端電性連接；

所述速度調節器的信號輸出端與所述自調節尋優策略單元的信號輸入端電性連接；

所述自調節尋優策略單元的電壓信號輸出端與所述電流調節器的電壓信號輸入端電性連接；

所述兩相靜止-兩相旋轉坐標變換單元的電壓信號輸出端與所述空間矢量脈寬調制單元的電壓信號輸入端電性連接；

所述空間矢量脈寬調制單元中功率開關管的狀態信號輸出端均與所述三相逆變器的功率開關管狀態信號輸入端電性連接，所述三相逆變器的三相電壓輸出端分別與所述永磁同步電機的三相電壓輸入端對應連接。

優選地，所述速度調節器及所述電流調節器二者均為比例積分控制器。