[发明专利]一种永磁同步电机恒功率区运行的弱磁控制方法

说明书

技术领域

本发明属于电机控制领域，特别涉及一种永磁同步电机运行于恒功率区的弱磁控制方法。

背景技术

永磁同步电机以其高效率、高功率密度和高转矩惯量比特性在轨道、交通、电力牵引、电动汽车等要求较高的调速驱动系统中得到了广泛的应用。

为了实现永磁同步电机恒功率区运行时的弱磁控制，传统的方法大致可以分为两个方向，即前馈式开环调节和反馈式闭环调节，前者是基于电机机体本身的数学模型，运行于恒功率区时，对于弱磁区间的分析判断和调节弱磁电流给定值，依靠电机数学模型公式进行推导计算，而前馈式开环调节方法的缺陷在于对电机模型参数依赖性较强，算法鲁棒性一般；反馈式闭环调节方法包括查表法、梯度下降法、最大转矩控制法等，缺陷在于算法非常复杂，难以实际应用。

基于目前状况，本发明人对永磁同步电机运行于恒功率区的弱磁控制进行深入研究，本案由此产生。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种永磁同步电机恒功率区运行的弱磁控制方法，其可有效拓宽电机调速范围，减少永磁同步电机的起动时间，提升电机的工作效率。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种永磁同步电机恒功率区运行的弱磁控制方法，包括如下步骤：

(1)比较永磁同步电机的额定转速ω_N与实际转速ω，若ω＞ω_N进入步骤(2)，否则结束程序；

(2)设定互感磁链ψ_f；

(3)设定d-q坐标系下d轴、q轴的自感磁链L_di_d、L_qi_q；

(4)计算d轴分量ψ_d＝L_di_d+ψ_f，q轴分量ψ_q＝L_qi_q，从而根据得到定子磁链幅值给定值

上述步骤(2)中，互感磁链ψ_f以永磁同步电机的生产厂家提供的参数为准。

上述步骤(2)中，互感磁链ψ_f根据计算，其中，U_N是永磁同步电机的额定相电压峰值，U_dc是额定电压，ω_N是额定角速度，f_N是额定频率。

上述步骤(3)中，d轴电流i_d的设定方法是：将给定转速ω_ref与实际转速ω的偏差输入PI调节器，将输出作为用于励磁控制的d轴电流i_d。

上述步骤(3)中，q轴电流i_q的设定方法是：将给定功角δ_ref与实际功角δ的偏差输入PI调节器，将输出作为用于转矩控制的q轴电流i_q。

采用上述方案后，本发明简便有效，并在实现过程中毋须改变电机的内部结构和控制系统硬件，控制过程更容易实现，有效拓宽电机调速范围，降低了电机生产及控制成本，提升电机工作效率。

附图说明

图1是永磁同步电机定子磁链的分析原理图；

图2是永磁同步电机的d轴分量i_d的给定方法图；

图3是永磁同步电机的q轴分量i_q的给定方法图；

图4是本发明的流程图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。