[發明專利]一種記憶電機調磁電流精確控制方法

有效

• 申請號: 202110043890.4
• 申請日: 2021-01-13
• 公開（公告）號: CN112671299B
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 林鶴云;仲宇翔;陽輝;陳智勇;房淑華
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H02P21/22
• 分類號: H02P21/22;H02P21/06
• 代理公司: 北京同輝知識產權代理事務所(普通合伙) 11357
• 代理人: 張明利

本發明公開了一種記憶電機調磁電流精確控制方法，包括調磁控制模塊根據電機的實際角速度ω_m，選擇合適的磁化狀態輸出對應的梯形波d軸調磁電流脈沖i_dpulse進行調磁；設計dq軸前饋電流調節器，輸出dq軸前饋補償電壓分量u_fd和u_fq；設計dq軸自抗擾電流控制器，補償dq軸擾動電壓分量u_dd和u_dq；前饋補償電壓與擾動電壓分量之和為dq軸參考電壓和相比基于PI控制的記憶電機交流調磁技術，本發明提高了電流軌跡的跟蹤性能，可以做到無超調地快速跟蹤，進而縮短了記憶電機調磁時間，降低轉矩波動。

技術領域

本發明涉及電機控制技術，尤其涉及一種記憶電機調磁電流精確控制方法。

背景技術

近年來，隨著工業領域的快速發展，永磁同步電機(Permanent MagnetSynchronous Machine,PMSM)已經難以滿足現代工業要求，各種各樣的電機結構不斷被提出，以滿足在特殊工業場合的應用。其中，由V.Ostovic提出的記憶電機(Memory Motor,MM)得到了國內外學者的關注與認可。

記憶電機可分為直流調磁型和交流調磁型。直流調磁型記憶電機需要額外的直流勵磁繞組和H橋驅動器，結構復雜，成本較高，直流勵磁繞組利用率低；交流調磁型記憶電機只需要在d軸注入電流脈沖，以調節永磁體的磁化狀態，結構簡單，但對電流控制器和逆變器的要求較高。

目前，記憶電機交流調磁主要采用PI控制，其優點在于不需要被控對象的精確模型，便可以對系統進行較好的控制。但記憶電機交流調磁對控制系統的跟蹤性能、控制量超調和調節速度有嚴格的要求，采用傳統的PI控制顯然無法滿足。有學者提出了基于前饋補償PI控制的記憶電機交流調磁控制方法，雖然改善了控制系統的跟蹤性能，加快了磁化狀態的調節速度，但其需要對一些補償量進行查表，需要龐大的仿真數據；同時，當記憶電機參數或轉速變化時，需要調整PI參數，防止電流超調、無法跟蹤給定等情況。增加了控制系統的復雜性，不利于記憶電機的穩定運行。

發明內容

發明目的：本發明針對基于PI電流控制器的記憶電機交流調磁控制方法存在跟蹤速度較慢、調磁電流超調以及參數整定復雜等問題，提供了一種記憶電機調磁電流精確控制方法。

技術方案：一種記憶電機調磁電流精確控制方法，包括如下步驟：

S1、調磁控制模塊根據電機的實際角速度ω_m，選擇合適的磁化狀態輸出對應的梯形波d軸調磁電流脈沖i_dpulse進行調磁；

S2、設計dq軸前饋電流調節器，輸出dq軸前饋補償電壓分量u_fd和u_fq；

S3、設計dq軸自抗擾電流控制器，補償dq軸擾動電壓分量u_dd和u_dq；

S4、結合S2和S3中的電壓分量，最終得到dq軸參考電壓：

進一步地，所述步驟S2中，前饋補償電壓分量u_fd和u_fq的獲取包括以下步驟：

S2.11、離線測得電機繞組相電阻R，不考慮飽和效應的dq軸靜態電感L_d和L_q，測量當前dq軸電流i_d和i_q，當前旋轉電角速度ω_e；

S2.12、記憶電機的dq軸電壓方程為：