[發(fā)明專利]直流無刷電機(jī)矢量控制電流補(bǔ)償算法及矢量控制模型

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011392574.X
• 申請(qǐng)日: 2020-12-01
• 公開（公告）號(hào): CN112491319B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王松;鄭宇賽;王麗;俞軍濤;宋玉美;李雪蓮;王挺挺
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): H02P21/22
• 分類號(hào): H02P21/22
• 代理公司: 威海聚睿知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 37352
• 代理人: 宋立國

1.一種直流無刷電機(jī)矢量控制電流補(bǔ)償算法，其特征在于，直流無刷電機(jī)在兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系d軸上的等效定子電流

I_de＝I_dt，直流無刷電機(jī)在兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系q軸上的等效定子電流I_qe＝K_cI_qt，

其中，I_dt為直流無刷電機(jī)在兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系d軸上的定子電流，I_qt為直流無刷電機(jī)在兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系q軸上的定子電流；

所述的直流無刷電機(jī)矢量控制電流補(bǔ)償算法具體應(yīng)用在直流無刷電機(jī)矢量控制中的方法如下：

直流無刷電機(jī)矢量控制系統(tǒng)為雙閉環(huán)結(jié)構(gòu)，雙閉環(huán)結(jié)構(gòu)中的控制器為PID控制器；其中，轉(zhuǎn)速環(huán)的轉(zhuǎn)速給定為外部給定，勵(lì)磁電流環(huán)的勵(lì)磁電流給定也為外部給定，電磁轉(zhuǎn)矩電流環(huán)的I_qe給定接在轉(zhuǎn)速環(huán)的輸出上；轉(zhuǎn)速環(huán)的轉(zhuǎn)速、勵(lì)磁電流環(huán)的勵(lì)磁電流除了上述的給定數(shù)值外，還需要反饋量；轉(zhuǎn)速環(huán)的反饋需要轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)量直流無刷電機(jī)轉(zhuǎn)速，或者對(duì)根據(jù)編碼器得到的轉(zhuǎn)子位置信息求導(dǎo)，得到直流無刷電機(jī)轉(zhuǎn)速，或者對(duì)根據(jù)無感技術(shù)得到的位置信息求導(dǎo)，得到轉(zhuǎn)速；兩個(gè)電流環(huán)的反饋步驟為：首先使用電流傳感器測(cè)量直流無刷電機(jī)定子三相電流I_a，I_b和I_c，然后對(duì)它們進(jìn)行Clarke變換和Park變換得到I_dt和I_qt,最后使用所述的直流無刷電機(jī)矢量控制電流補(bǔ)償算法計(jì)算得到改進(jìn)后的兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系d-q軸上的等效定子電流的I_de和I_qe，把I_de和I_qe分別反饋到勵(lì)磁電流環(huán)和電磁轉(zhuǎn)矩電流環(huán)進(jìn)行反饋；

直流無刷電機(jī)矢量控制系統(tǒng)中的雙閉環(huán)中的三個(gè)控制器的輸出如下：轉(zhuǎn)速環(huán)的輸出接到電磁轉(zhuǎn)矩電流環(huán)中，作為I_qe的給定值；勵(lì)磁電流環(huán)的輸出為U_d，電磁轉(zhuǎn)矩電流環(huán)的輸出為U_q；U_d和U_q經(jīng)過坐標(biāo)變換以及SVPWM處理后，發(fā)出PWM信號(hào)驅(qū)動(dòng)逆變器得到三相電壓信號(hào)U_a，U_b和U_c，它們分別接入直流無刷電機(jī)的定子三相中。

2.一種直流無刷電機(jī)矢量控制模型，其特征在于該模型為：

其中，

上式中，I_de為改進(jìn)后的直流無刷電機(jī)在兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系d軸上的等效定子電流，I_qe為改進(jìn)后的直流無刷電機(jī)在兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系q軸上的等效定子電流，ω_e為直流無刷電機(jī)的同步電角速度，R_s為直流無刷電機(jī)的定子電阻，L為直流無刷電機(jī)定子等效相電感，ψ_r為直流無刷電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁鏈，p為直流無刷電機(jī)的極對(duì)數(shù)，J為直流無刷電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，U_d為直流無刷電機(jī)在兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系d軸上的定子電壓，U_q為直流無刷電機(jī)在兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系q軸上的定子電壓，T_L為直流無刷電機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩，I_dt為直流無刷電機(jī)在兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系d軸上的定子電流，I_qt為直流無刷電機(jī)在兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系q軸上的定子電流；所述的I_dt和I_qt的獲取方法為：使用電流傳感器測(cè)量直流無刷電機(jī)定子三相電流I_a，I_b和I_c，然后對(duì)它們進(jìn)行Clarke變換和Park變換得到I_dt和I_qt。

3.一種直流無刷電機(jī)矢量控制模型，其特征在于該模型為：

其中

上式中，I_dt為直流無刷電機(jī)在兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系d軸上的定子電流，I_qt為直流無刷電機(jī)在兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系q軸上的定子電流，ω_e為直流無刷電機(jī)的同步電角速度，R_s為直流無刷電機(jī)的定子電阻，L為直流無刷電機(jī)定子等效相電感，ψ_r為直流無刷電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁鏈，p為直流無刷電機(jī)的極對(duì)數(shù)，J為直流無刷電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，U_d為直流無刷電機(jī)在兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系d軸上的定子電壓，U_q為直流無刷電機(jī)在兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系q軸上的定子電壓，T_L為直流無刷電機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩；所述的I_dt和I_qt的獲取方法為：使用電流傳感器測(cè)量直流無刷電機(jī)定子三相電流I_a，I_b和I_c，然后對(duì)它們進(jìn)行Clarke變換和Park變換得到I_dt和I_qt。