[发明专利]一种电动车用隐极式混合励磁电机直接转矩控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电动车用隐极式混合励磁电机直接转矩控制方法，属于电机控制技术领域。

背景技术

混合励磁电机(HESM)具有永磁体和电励磁绕组两种励磁源，继承了永磁同步电机效率和功率密度高的优点，相比于永磁同步电机具有更强的磁场调节能力，具有转矩输出能力强和调速范围宽的优点。

目前，混合励磁电机控制普遍采用基于分区策略的矢量控制方法。矢量控制算法复杂且对电机参数有很大的依赖性，电机运行过程中参数的变化会造成较大的误差。直接转矩控制(DTC)是一种高性能的交流电机调速控制策略，是将电机的定子磁链与电磁转矩作为被控量，根据给定转矩、给定磁链与其计算值的误差，并结合定子磁链的位置，直接选择电压矢量。与矢量控制相比，直接转矩控制以转矩为直接控制目标，动态特性好，同时对电机参数依赖小，是一种具有广阔应用前景的控制方法。传统直接转矩控制方法中磁链给定值均为定子磁链额定值，优点是可以充分利用定子铁芯，但轻载时d轴无功电流分量较大，会增加电机电枢电阻的发热量，导致整体效率下降。因此，有必要研究混合励磁电机直接转矩控制方法及其磁链给定方法，保证混合励磁电机具有良好的动态特性和转矩输出能力。

发明内容

发明目的：本发明针对现有技术之不足，提出了一种电动车用隐极式混合励磁电机直接转矩控制方法，提高驱动系统动态特性和转矩输出能力。

技术方案：一种电动车用隐极式混合励磁电机直接转矩控制方法，对隐极式混合励磁电机采用直接转矩控制策略：分别在电机处于低速标准区、低速增磁区、高速弱磁区运行区域时，根据最大转矩电流比算法计算出定子磁链和励磁电流给定值，根据电磁转矩和所述定子磁链给定值与各自反馈值的差，查询开关表获取最优电压矢量控制PWM逆变器，并根据所述励磁电流给定值控制励磁逆变器；

具体包括以下步骤：

步骤1)检测PWM逆变器直流母线电压、隐极式混合励磁电机三相电流、隐极式混合励磁电机实测转速以及转子位置角，得到检测值；根据所述检测值，计算得到隐极式混合励磁电机定子磁链实际值ψ_s和转矩实际值T_e；

步骤2)根据隐极式混合励磁电机的转速和带载情况，根据最大转矩电流比算法计算出电机分别处于低速标准区、低速增磁区、高速弱磁区运行区域时定子磁链给定值ψ_s^*和励磁电流给定值i_f^*：

a.低速标准区：

根据所述电机实测转速n和给定转速n′计算得到隐极式混合励磁电机转矩给定值T_e^*，所述转矩给定值T_e^*小于额定转矩T_N，励磁电流给定值i_f^*为0；

根据所述转矩给定值T_e^*和隐极式混合励磁电机处于低速标准区运行时转矩T_e表达式，计算得到两相旋转坐标系下定子绕组q轴电流i_q；所述转矩T_e表达式为：

Te=32piqψpm;]]>

其中，p为极对数，i_q为定子绕组q轴电流，ψ_pm为永磁磁链；

将所述定子绕组q轴电流i_q代入隐极式混合励磁电机定子处于低速标准区运行时定子磁链ψ_s表达式，得到定子磁链给定值ψ_s^*；所述定子磁链ψ_s表达式为：