[發明專利]一種優化d軸弱磁電流的弱磁控制方法

有效

• 申請號: 202110383755.4
• 申請日: 2021-04-09
• 公開（公告）號: CN113078862B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發明（設計）人: 林明耀;楊安晨;林克曼
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H02P21/00
• 分類號: H02P21/00;H02P21/13;H02P21/18;H02P21/20;H02P21/22;H02P27/08
• 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: 張恩慧

1.一種優化d軸弱磁電流的永磁電機弱磁控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1，電流與轉速的檢測:

通過電流傳感器檢測永磁電機的三相電流i_a，i_b，i_c,并經過3s/2s Clarke與2s/2rPark變換得到兩相旋轉坐標系下電流i_d和i_q，位置傳感器檢測永磁電機的轉速n，并通過計算得到永磁電機的電角速度ω_e；

步驟2，負載轉矩的觀測：

取步驟1中得到的兩相旋轉坐標系下的電流i_q與電角速度ω_e，由負載轉矩觀測器估計出負載轉矩

步驟3，穩態所需最小d軸電流的計算：

取步驟2中得到的負載轉矩與步驟1中得到的永磁電機的電角速度ω_e，計算出穩態所需最小d軸電流i_dmin；

步驟4，優化d軸弱磁電流的計算：

取步驟1中得到的永磁電機的轉速n與給定轉速n^*作差，得到的差值通過k_i參數動態變化的PI調節器得到慣性轉矩所需的d軸電流，并與步驟3中得到的穩態所需最小d軸電流i_dmin求和并限幅得到優化的d軸弱磁電流；

步驟5，電機優化d軸弱磁電流弱磁控制運行：

給定轉速n^*與反饋轉速n做差，經PI控制器得到給定q軸電流i_q^*，在弱磁轉速以下給定d軸電流i_d^*為0，當轉速升至弱磁轉速以上時給定i_d^*為優化的d軸弱磁電流，dq軸電流給定值與反饋值做差，經過PI控制器輸出并經過2r/2sIPark變換計算出兩相靜止坐標系下的參考電壓u_α^*，u_β^*，最終輸出SVPWM波驅動電機轉子運動，調速運行通過改變給定轉速進行電機調速。

2.根據權利要求1所述的一種優化d軸弱磁電流的永磁電機弱磁控制方法，其特征在于，所述步驟1中，兩相旋轉坐標系下電流i_d和i_q和永磁電機的電角速度ω_e分別為：

其中θ為位置傳感器測得的電角度，n_p為電機的極對數。

3.根據權利要求1所述的一種優化d軸弱磁電流的永磁電機弱磁控制方法，其特征在于，所述步驟2中，通過反饋電流i_q計算出電磁轉矩T_e，再通過滑模觀測器獲取估計的負載轉矩具體過程為：

其中，ψ_f、J、B分別為電機的永磁磁鏈、轉動慣量、摩擦系數參數，為計算出的電磁轉矩T_e逆推出的電機估計機械角速度，ω_r＝ω_e/n_p為電機實測的機械角速度，η、m為滑模觀測器參數，u_smo為估計負載轉矩的中間變量。

4.根據權利要求3所述的一種優化d軸弱磁電流的永磁電機弱磁控制方法，其特征在于，所述負載轉矩滑模觀測器參數η＝-1000，參數m＝1600。

5.根據權利要求1所述的一種優化d軸弱磁電流的永磁電機弱磁控制方法，其特征在于，所述步驟3中計算得到穩態所需最小d軸電流i_dmin的表達式為：

其中L_d、L_q分別為電機的dq軸電感，u_smax為逆變器所能輸出的直流母線電壓的最大值，ω_r＝ω_e/n_p為電機實測的機械角速度。