[發明專利]表貼式永磁同步電機電流環快速響應控制方法

在審

• 申請號: 202310162661.3
• 申請日: 2023-02-24
• 公開（公告）號: CN116111903A
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發明（設計）人: 吳嘉欣;韋漢培;儲建華;王剛
• 申請（專利權）人: 江蘇開璇智能科技有限公司
• 主分類號: H02P21/22
• 分類號: H02P21/22;H02P21/14;H02P21/06;H02P25/026
• 代理公司: 南京中高專利代理有限公司 32333
• 代理人: 徐福敏

本發明公開了一種表貼式永磁同步電機電流環快速響應控制方法，屬于電機控制技術領域，通過電流環控制算法間接獲取表貼式永磁同步電機定子繞組的多個參數；獲取勵磁電流環路和轉矩電流環路上的定子繞組預判電阻壓降、勵磁電流環路的第一實際耦合電壓、轉矩電流環路的第二實際耦合電壓和轉矩電流環路的預判反電勢值；將勵磁電流環路上的定子繞組預判電阻壓降和第二實際耦合電壓提前補償至勵磁電流環路；將轉矩電流環路上的定子繞組預判電阻壓降和第一實際耦合電壓，以及給定轉子電角速度和轉矩電流環路的預判反電勢值提前補償至轉矩電流環路。將電機勵磁電流環路電壓和轉矩電流環路電壓中的組成部分預先獲取并進行提前補償，改善電機的跟隨性能。

技術領域

本發明涉及永磁同步電機控制技術領域，具體涉及一種表貼式永磁同步電機電流環快速響應控制方法。

背景技術

表貼式永磁同步電機交流伺服系統中，電流環特性決定了系統的暫態和穩態性能，如何構造一個穩定性高、動態性能良好且控制精度高的電流環系統成為高性能伺服控制的關鍵。因此，具有優良暫態性的電流環控制成為伺服控制的研究熱點。

表貼式永磁同步電機的電流環控制算法有很多種，目前研究較為成熟、使用較多的是比例積分(PI)控制和直接轉矩控制。PI控制有良好的穩態控制性能，但其動態性能較差，響應很快時會導致系統超調，要想系統無超調就要犧牲響應的快速性。直接轉矩控制響應速度快，有較好的參數魯棒性，但是其本質上是滯環控制，即使在穩態時其電流也在不斷波動變化，而且其開關頻率始終在改變從而導致電機抖振。因此，如何在一個電流環周期內完成較為復雜的算法，使得新型表貼式永磁同步電機控制算法得以應用，成為目前亟待解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供了一種表貼式永磁同步電機電流環快速響應控制方法，以解決現有技術中表貼式永磁同步電機控制系統中電流環動態響應性能差的技術問題。

本發明實施例提供了一種表貼式永磁同步電機電流環快速響應控制方法，包括：

通過電流環控制算法間接獲取表貼式永磁同步電機定子繞組的多個參數；參數包括表貼式永磁同步電機定子繞組的電阻、表貼式永磁同步電機定子繞組在交直軸下的第一分量、第二分量和表貼式永磁同步電機的轉子永磁體磁鏈；

根據多個參數獲取勵磁電流環路和轉矩電流環路上的定子繞組預判電阻壓降、勵磁電流環路的第一實際耦合電壓、轉矩電流環路的第二實際耦合電壓和轉矩電流環路的預判反電勢值；

將勵磁電流環路上的定子繞組預判電阻壓降和第二實際耦合電壓提前補償至勵磁電流環路；

將轉矩電流環路上的定子繞組預判電阻壓降和第一實際耦合電壓，以及給定轉子電角速度和轉矩電流環路的預判反電勢值提前補償至轉矩電流環路。

可選地，通過電流環控制算法間接獲取表貼式永磁同步電機定子繞組的多個參數包括：

使表貼式永磁同步電機運行在電流模式下；其中，勵磁電流環路基于第一PI控制器進行調節；轉矩電流環路基于第二PI控制器進行調節；

設置表貼式永磁同步電機的第一給定轉矩電流；第一給定轉矩電流的值設為零；

設置表貼式永磁同步電機的第一給定勵磁電流；第一給定勵磁電流的值設為第一額定電流值；

獲取第一實際勵磁電流和第一實際轉矩電流；

當第一實際勵磁電流和第一實際轉矩電流分別到達第一給定勵磁電流和第二給定轉矩電流并且處于穩態時，獲取第一PI控制器的第一輸出電壓值和第二PI控制器的第二輸出電壓值；

根據第一輸出電壓值和/或第二輸出電壓值以及第一實際勵磁電流獲取表貼式永磁同步電機定子繞組的電阻。

可選地，通過電流環控制算法間接獲取表貼式永磁同步電機定子繞組的多個參數還包括：