[發明專利]帶有電流誤差校正的永磁同步電機直接轉矩控制方法

有效

• 申請號: 202011242203.3
• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN112271972B
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發明（設計）人: 樊明迪;張凱;王星島;楊勇;何立群;杜貴府
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: H02P21/30
• 分類號: H02P21/30;H02P21/14;H02P27/12;H02P6/10
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙) 32257
• 代理人: 殷海霞

1.一種帶有電流誤差校正的永磁同步電機直接轉矩控制方法，通過逆變器驅動永磁同步電機，其特征在于：控制方法包括，

根據所述永磁同步電機的轉子角速度與給定角速度的差異創建自適應諧波消除模型，使用所述自適應諧波消除模型確定出補償電流，并使用所述補償電流校正電流測量誤差；

根據所述逆變器的電壓矢量和校正后的測量電流創建預測模型，k時刻使用所述預測模型預測出k+2時刻的磁鏈和轉矩，并使用目標函數最小化算法處理給定磁鏈、給定轉矩、k+2時刻的磁鏈和轉矩，選擇出使目標函數值最小的電壓矢量，使用被選擇出的所述最小電壓矢量控制所述永磁同步電機運行；

還包括，電流傳感器測量所述永磁同步電機的定子電流，獲得三相靜止坐標系下的測量電流，并將所述測量電流轉換成兩相旋轉坐標系下的電流分量i_{d_mea}、i_{q_mea}，所述自適應諧波消除模型根據永磁同步電機的轉子角速度計算出電流補償分量i_{d_ASHE}、i_{q_ASHE}，分別使用所述電流補償分量i_{d_ASHE}、i_{q_ASHE}補償所述電流分量i_{d_mea}、i_{q_mea}，獲得校正后的測量電流分量i_d、i_q；

三相電流的測量值為：

式中，i_{x_mea}和i_{x_act}分別為三相定子電流的測量值和實際值，其中x＝a,b,c，k_x和Δi_{x_offset}分別是偏移誤差和縮放誤差；

將測量電流與實際電流之間的誤差定義為：

Δi_x＝i_{x_mea}-i_{x_act}；

經過Clark和Park變換后，獲得dq同步旋轉電流：

式中，i_{d_mea}、i_{q_mea}為兩相旋轉坐標系下dq軸定子電流的測量值；i_{d_act}、i_{q_act}為兩相旋轉坐標系下dq軸定子電流的實際值；Δi_d、Δi_q為兩相旋轉坐標系下dq軸定子電流的測量值與實際值間的誤差；

其中，誤差項是：

式中，θ_e代表電角度，θ_e＝ω_et＝2πf_et，誤差項Δi_a，Δi_b與和定子電頻率f_e有關；

創建所述自適應諧波消除模型包括定義參考向量和權重向量并根據最小均方算法創建所述自適應諧波消除模型為：

所述自適應諧波消除模型的輸出為所述電流補償分量i_{q_ASHE}，根據所述電流補償分量i_{q_ASHE}和兩相旋轉坐標系的相互轉換特性獲得電流補償分量i_{d_ASHE}；k表征離散時間索引；w_k表征k時刻權重；

創建所述自適應諧波消除模型還包括，

定義權重迭代算法：

w_k+1表征k+1時刻權重；w_k表征k時刻權重；μ表征自適應增益常數；ε_k表征角速度給定值的跟蹤誤差；x_k表征k時刻的輸入參考信號；ω^*表征給定角速度；ω_m表征永磁同步電機轉子角速度；

創建所述自適應諧波消除模型還包括，

定義：

T表征采樣周期；ω₀表征要消除的目標角頻率；

根據(1)、(2)、(3)獲得：

還包括，PI控制器調節所述永磁同步電機的轉子角速度和給定角速度的差異獲得給定電流，根據所述給定電流獲得所述給定轉矩和所述給定磁鏈；

k時刻，使用所述預測模型預測補償得到永磁同步電機在k+1時刻的轉矩和磁鏈，并根據k+1時刻的轉矩和磁鏈迭代預測出k+2時刻的轉矩和磁鏈；

k時刻，使用所述預測模型預測補償得到永磁同步電機在k+1時刻的轉矩T_e(k+1)和磁鏈ψ_s(k+1)為：

其中，

式中，參數R_s為定子電阻；T_s為采樣時間；ψ_f為轉子磁鏈；L_d、L_q為dq坐標系電感；u_d、u_q為dq坐標系電壓；i_d、i_q為校正后的測量電流dq坐標系電流分量；ω_e＝pω_n，p是轉子極對數，ω_n是機械角速度；

根據k+1時刻的轉矩和磁鏈迭代預測出k+2時刻的逆變器不同電壓矢量對應的轉矩T_e(k+2)和磁鏈ψ_s(k+2)為：

L_s為逆變器電感。

2.如權利要求1所述的帶有電流誤差校正的永磁同步電機直接轉矩控制方法，其特征在于：還包括，

光電編碼器測量所述永磁同步電機的轉子位置角，根據所述轉子位置角獲得所述永磁同步電機的轉子角速度。