[发明专利]一种自主学习的永磁同步电机MTPA曲线跟踪方法及装置

说明书

本发明公开了一种自主学习的永磁同步电机MTPA曲线跟踪方法及装置。该方法包括：S1：电流幅值、电流角度值初始化；S2：更新当前电流幅值；S3：角度计算器根据PI调节器输出的角度补偿量与当前电流角度值相加得到最新电流角度值，当前电流角度更新为该最新电流角度值；S4：自主学习导数观测器通过扰动观测法计算出当前转矩对当前电流角度的导数；S5：误差判断器判断导数是否在设定的范围内，如果是则执行步骤S6，否则执行步骤S7；S6：当前电流幅值增加10A，跳转至步骤S2；S7：PI调节器根据导数计算出角度补偿量并输出到角度计算器，跳转至步骤S3。本发明改变静态的标定模式为动态的搜索模式，实时搜索出在当前电流矢量大小下，转矩最大的电流角度值。

技术领域

本发明涉及永磁同步电动机技术领域，尤其涉及一种自主学习的 永磁同步电机MTPA曲线跟踪方法及装置。

背景技术

随着国民经济和科学技术的发展，电机在各行各业中发挥的作用 越来越重要。永磁同步电机得益于其设计、制造、控制的方面的诸多 优点，广泛应用于各种工业生产生活的场合。加之我国的稀土资源丰 富，永磁同步电机的应用市场在我国尤其大。永磁同步电机可由交直 轴电感的异同被分为表贴式和内置式，由于内置式永磁同步电机 (IPMSM)可在弱磁条件下具有较宽的调速区间，应用较为广泛。

在IPMSM的控制策略中，为了实现效率的最大化和电流容量的 最大利用，电机在弱磁之前将被控制运行在最大转矩电流比(MTPA) 曲线上，即当d轴电流(id)和q轴电流(iq)满足MTPA曲线的关 系之时，单位电流所产生的转矩是最大的。

在现有的解决方案中，MTPA曲线往往是通过人工反复的试凑标 定而来，即在固定电流大小之后，反复调节电流的角度最终描绘出 MTPA曲线，标定完成后MTPA曲线就固定下来不再改变。传统的人 工标定方法，对电机曲线的标定工作会占用较大时间，严重影响开发 效率以及工程进度；由于是通过人工对电机进行标定，其偏移误差很 大，甚至不同的操作人员的标定结果也不尽相同，因此不能保证曲线 的准确性；传统的标定查表法采用的是静态的方式，即“一次标定、 永久使用”的原则，在电机参数随着使用时间的增加而变化的时候， 其实际MTPA曲线将会有显著的变化，而静态的标定法得到的曲线 与实际曲线的差距将会越来越大，从而会影响电机的总体效率；传统 的标定查表法中，对批量生产电机的一致性要求很高，由于在标定过 程中仅仅对一台或者几台样机进行标定，当一致性有所欠缺时，其标 定曲线和实际曲线会有较大的差距。

发明内容

本发明的目的是克服现有MTPA曲线人工标定方法存在的工期 长、效率低、准确度差、鲁棒性差的技术问题，提供了一种自主学习 的永磁同步电机MTPA曲线跟踪方法及装置，其改变静态的标定模 式为动态的搜索模式，实时搜索出在当前电流矢量大小下，转矩最大 的电流角度值。

为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明的一种自主学习的永磁同步电机MTPA曲线跟踪方法， 包括以下步骤：

S1：电流幅值、电流角度值初始化；

S2：更新当前电流幅值；

S3：角度计算器根据PI调节器输出的角度补偿量与当前电流角 度值相加得到最新电流角度值，当前电流角度更新为该最新电流角度 值；

S4：自主学习导数观测器通过扰动观测法计算出当前转矩对当前 电流角度的导数；

S5：误差判断器判断导数是否在设定的范围内，如果是则执行步 骤S6，否则执行步骤S7；

S6：当前电流幅值增加10A，跳转至步骤S2；

S7：PI调节器根据导数计算出角度补偿量并输出到角度计算器， 跳转至步骤S3。