[发明专利]一种永磁同步电机电流解耦控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，具体涉及一种永磁同步电机电流解耦控制方法。

背景技术

永磁同步电机凭借其体积重量小、功率因数高、控制性能好等优点得到了广泛的工 业应用。采用矢量控制技术实现永磁同步电机转速调节时，直轴和交轴电流存在一定的 耦合，通常可以对直轴和交轴电流进行解耦，提高系统的控制性能。

永磁同步电机电压方程为：

其中：

U_d为旋转坐标系中永磁同步电机的直轴电压，U_q为旋转坐标系中永磁同步电机的 交轴电压；

I_d为旋转坐标系中永磁同步电机的直轴电流，I_q为旋转坐标系中永磁同步电机的交 轴电流；

ω_r为电机角速度；

R_s为永磁同步电机相电阻；

L_d为永磁同步电机的直轴电感，L_q永磁同步电机的交轴电感；

ψ为永磁同步电机的转子磁链；

如图1所示为传统的永磁同步电机电流解耦控制框图，永磁同步电机电流解耦控制 的直轴电流控制表达式为：

U_d-ref＝U_do-L_qI_qω_r，其中U_d-ref为直轴电压参考值，U_do为直轴电流调节器 输出值；

永磁同步电机电流解耦控制的交轴电流控制表达式为：

U_q-ref＝U_qo+L_dI_dω_r+ψω_r，其中U_q-ref为交轴电压参考值，U_qo为交轴电流 调节器输出值。

传统的处理方法是根据电机数学模型将耦合补偿到调节器输出中，但这种计算补偿 项的方法是基于无位置误差的数学模型计算，而实际情况，电机位置通过传感器检测或 者算法估算得到，存在一定的误差，使得计算的补偿项目存在误差，导致解耦不完全， 电流控制效果不佳。

中国发明专利申请CN106026831(申请号为201610513313.6)《一种无位置传感器控 制下的电流解耦方法》，其中公开的方法将转子位置估计误差对电流耦合的影响考虑在 内，对直轴和交轴电流进行更全面的解耦，从而减小转子位置估计误差，改善了系统的 控制性能。但是该方法未充分考虑存在坐标误差时，反电动势交轴分量的影响，从而导 致解耦不完全，电流控制效果不佳。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种补充坐标误差因素下反 电动势交轴影响作为误差因素的永磁同步电机电流解耦控制方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种永磁同步电机电流解耦控制方法， 其特征在于：包括直轴电流控制方法和交轴电流控制方法；

其中直轴电流控制方法为：

获取当前直轴电流调节器的输出电压U_do；

计算交轴旋转电流产生的感应电压L_qI_qω_r，L_q为永磁同步电机在旋转坐标系中的 交轴电感，I_q为永磁同步电机在旋转坐标系中的交轴电流，ω_r为电机角速度；

计算反电动势在误差坐标系中的直轴分量e_d；

直轴电流控制表达式为：

U_d-ref(k)＝U_do-L_qI_qω_r+e_d，其中U_d-ref(k)为当前采样点对应的直轴电压 参考值；

e_d＝ψω_rsinΔθ；

ψ为永磁同步电机的转子磁链，ω_r为电机角速度；Δθ为旋转坐标系误差角度；

交轴电流控制方法为：

获取当前交轴电流调节器的输出电压U_qo；