[发明专利]一种直流偏置正弦电流电机的弱磁控制装置和方法

说明书

本发明公开了一种直流偏置正弦电流电机的弱磁控制装置和方法，其中装置包括：速度调节器、电流分配器、d轴电流调节器、q轴电流调节器、0轴电流调节器、第一给定电压移相模块、第二给定电压移相模块、第一脉宽调节器、第二脉宽调节器、变流器、直流偏置正弦电流电机、速度传感器以及旋转坐标变换模块。本发明根据电枢电流给定值和电机转速反馈值，保持电机合成反电动势恒定为电机端电压最大值，同时，电机电枢电流合成值小于等于额定值，电枢电流合成值恒定为电机电枢电流最大值，得到d轴、q轴和0轴电流给定值，有效提高了直流偏置正弦电流电机在弱磁区间输出转矩的能力，实现直流偏置正弦电流电机高速宽范围运行的目的。

技术领域

本发明属于交流电机与驱动控制领域，更具体地，涉及一种直流偏置正弦电流电机的弱磁控制装置和方法。

背景技术

永磁电机具有高功率密度、高效率、高功率因数等优点。但永磁电机成本较高；而且永磁电机的主气隙磁场由永磁体产生，在电机运行过程中难以调节，影响电机的调速范围。传统永磁电机大都采用基于分区控制的矢量控制算法，额定转速以下为恒转矩区；额定转速以上为恒功率区，在此区间内利用d轴电流进行弱磁控制。但是在进入深度弱磁区间时，只考虑了绕组的电压极限，而没有充分利用绕组的电流极限，因此其输出转矩能力有所下降。

由此可见，现有技术存在弱磁区间输出转矩的能力差以及无法在高速宽范围运行的技术问题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种直流偏置正弦电流电机的弱磁控制装置和方法，由此解决现有技术存在弱磁区间输出转矩的能力差以及无法在高速宽范围运行的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种直流偏置正弦电流电机的弱磁控制装置，包括：

速度调节器，用于接收电机转速给定值ω_r*与电机转速反馈值ω_r的差值，输出电枢电流给定值i*；

电流分配器，用于接收电枢电流给定值i*和电机转速反馈值ω_r，输出d轴电流给定值i_d*、q轴电流给定值i_q*和0轴电流给定值i₀*；

d轴电流调节器，用于接收d轴电流给定值i_d*与d轴电流反馈值i_d的差值，输出d轴电压给定值u_d*；q轴电流调节器，用于接收q轴电流给定值i_q*与q轴电流反馈值i_q的差值，输出q轴电压给定值u_q*；0轴电流调节器用于接收0轴电流给定值i₀*与0轴电流反馈值i₀的差值，输出0轴电压给定值u₀*；

第一给定电压移相模块，用于接收d轴电压给定值u_d*、q轴电压给定值u_q*与转子位置信号θ_r，输出相位滞后于u_d*和u_q*的合成电压30度，大小为合成电压倍的电压矢量，并将其变换到静止坐标系，得到u_α1*、u_β1*；第二给定电压移相模块，用于接收d轴电压给定值u_d*，q轴电压给定值u_q*与转子位置信号θ_r，输出相位滞后于u_d*和u_q*的合成电压150度，大小为合成电压倍的电压矢量，并将其变换到静止坐标系，得到u_α2*、u_β2*；