[發明專利]隱極式混合勵磁電機銅耗最小控制系統及方法

有效

• 申請號: 202110244792.7
• 申請日: 2021-03-05
• 公開（公告）號: CN112953329B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: 杜懌;康柯柯;肖鳳;朱孝勇;全力;張超;徐磊;張麗
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: H02P21/20
• 分類號: H02P21/20;H02P21/16;H02P21/18
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本發明公開電機控制領域中的一種隱極式混合勵磁電機銅耗最小的控制系統及方法，反饋轉速作為轉矩觀測模塊的第一個輸入，給定轉速作為轉矩觀測模塊的第二個輸入，轉矩觀測模塊輸出的是轉矩給定值T_eg，轉矩給定值T_eg作為銅耗最小電流分配模塊的輸入，經處理后輸出q軸電流給定值i_qg與勵磁電流給定值i_fg；采用自抗擾控制思想設計的轉矩觀測模塊，不依賴于具體電機參數模型，僅根據給定轉速與反饋轉速的誤差即可估計出所需電磁轉矩，以銅耗最小為目標，以給定轉矩為等式約束條件，采用序列二次規劃算法分配問題進行求最優解，避免傳統牛頓?拉格朗日求極值問題可能出現迭代過程中數值不穩定情況，實現電機銅耗最小電流分配的目的。

技術領域

本發明屬于電機控制領域，具體涉及一種隱極式混合勵磁電機銅耗最小的控制系統及方法，適用于電動汽車。

背景技術

隱極式混合勵磁電機是一種具有高轉矩密度、寬調速范圍的新型電機，在電動汽車領域具有廣泛的應用前景。隱極式混合勵磁電機由于在傳統永磁同步電機的基礎上引入了一套勵磁繞組，所以存在電樞電流和勵磁電流協同工作的問題。針對這一問題，中國專利公開號為CN111697890A的文獻中提出一種混合勵磁同步電機扭矩估算方法，根據給定目標轉矩通過查表法得到給定dq軸電流和勵磁電流，但其并沒有涉及如何確定給定目標轉矩，且查表法依賴于大量的仿真數據。中國專利公開號為CN105281632A的文獻中提出一種混合勵磁電機的電流協調控制方法，其通過輸出機械功率和機械轉速計算得到多組數據，每組數據包括電樞電流、內功率因數角、勵磁電流三個變量，然后分別計算每組數據的電磁損耗，篩選出其中損耗最小的一組，該方案計算量大，計算復雜。中國專利公開號為CN103401506A的文獻中提出一種電動汽車用隱極式混合勵磁電機直接轉矩控制方法，其根據給定轉速和反饋轉速計算得到給定轉矩，但沒有涉及如何計算得到給定轉矩，因為作為電流分配的等式約束條件，給定轉矩如何獲取是至關重要的一步，且其所提出的控制策略也沒有考慮電機銅耗的問題。中國專利公開號為CN108418485A的文獻中給出一種隱極式混合勵磁電機恒功率損耗模型預測控制方法，其雖然考慮到了電機損耗問題，但是采用的牛頓-拉格朗日求極值的數學方法，存在計算量大、計算復雜、迭代求解過程數值不穩定的缺陷。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有隱極式混合勵磁電機控制策略中存在的給定轉矩大小未知，沒有考慮電機銅耗和電流分配，以及算法復雜的問題而提出一種隱極式混合勵磁電機銅耗最小控制系統及方法，采用基于自抗擾控制技術的轉矩觀測方法，解決現有隱極式混合勵磁電機給定轉矩觀測，采用基于序列二次規劃的銅耗最小電流分配方法，解決現有隱極式混合勵磁電機電流分配采用牛頓-拉格朗日求極值算法迭代過程不穩定、計算復雜的問題。