[发明专利]一种基于查表方式的永磁同步电机的弱磁控制方法

说明书

本发明公开了一种基于查表方式的永磁同步电机的弱磁控制方法，电流指令表格设计方法以及利用一张表格完成不同电压的插值方式；查表所采用的提高精度的方式；对不同运行区间的分区域处理方式。采用上述技术方案，表格数据少，占用存储空间少；查表方式可以更加准确的插值出表格数据中不存在的值；对电机运行区域分开处理，使得控制更加全面，准确。

技术领域

本发明属于电机驱动控制的技术领域。更具体地，本发明涉及一种基于查表方式的永磁同步电机的弱磁控制方法。

背景技术

目前，永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor，PMSM)的弱磁问题主要从电机设计和控制策略的角度着手研究。

一些学者从电机本体结构的角度，通过改变励磁回路、永磁励磁磁通旁路、混合励磁调节气隙磁通等方法对电机的弱磁性能进行改善。另一些学者则从控制策略的角度来提高永磁同步电机的弱磁性能。

弱磁控制大多采用基于磁场定向控制(field-oriented control，FOC)和最大转矩电流比(maximum torque per ampere，MTPA)控制。MTPA控制主要用于低转速运行时提高电机效率；而FOC控制主要在于设计d轴、q轴电流调节器。

常见的弱磁控制策略有公式计算法、梯度下降法、负id补偿法、单电流调节法、电流角度法等。

公式计算法的精度依赖于电机数学模型的精度，实际中要想建立一个准确的模型很难，故很少在实际工程中应用；

梯度下降法计算量大，实现较复杂。

负id补偿法和电流角度法尽管实现简单，但不能实现在高速条件下可靠的弱磁。

单电流调节法以电压为调节对象，实现了深度弱磁，具有一定发展前景，在电流控制的稳定性方面，有待改进。

综上所述，现有技术中永磁同步电机弱磁控制的缺点为：

1、电流指令不准确，转矩控制精度差；2、占用过多的内存；3、对母线电压有依耐性。

基于此，本专利提出了一种精确的查表方法，通过提高给定直轴电流和交轴电流的精度，能够对电机转矩在恒转矩区域和弱磁区域均能进行准确控制。与此同时，不同于已有的查表法，提出的新方法可以自适应母线电压的变化。

发明内容

本发明提供一种基于查表方式的永磁同步电机的弱磁控制方法，其目的是提高对给定直轴电流和交轴电流的精度，实现对永磁同步机转矩的精确控制。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

本发明的基于查表方式的永磁同步电机的弱磁控制方法，其特征在于：应用于所述的弱磁控制方法的电流指令表格根据以下方式确定：

由定子电压方程：

其中

u_d²+u_q²＝u_s² (2)

由于R很小，可以忽略；

式(1)中，第二项中id、iq在稳态时为直流，故对其求导为零；将上式简化后两端平方相加可得：

电磁转矩方程：

式(3)和式(4)为电机运行的必要条件，还受其他因素限制，具体如下：

若最大定子电流I＝500A，可得：