[发明专利]一种永磁同步电机的MTPA控制方法

权利要求书

1.一种永磁同步电机的MTPA控制方法，其特征在于，包括：

建立电磁转矩模型，根据实验数据计算出PMSM永磁体磁链及d-q轴电感差值；

推导出d-q轴电流与电磁转矩间的关系；

对电磁转矩及d-q轴电流进行仿真。

2.如权利要求1所述的永磁同步电机的MTPA控制方法，其特征在于，在建立电磁转矩模型之前，先基于以下假设建立PMSM数学模型：

忽略磁滞损耗、磁路饱和、涡流的负面作用；

永磁体内部磁导率与空气相同；

电机输入为对称三相电流，不含高次谐波。

3.如权利要求1所述的永磁同步电机的MTPA控制方法，其特征在于，建立电磁转矩模型的具体步骤为：

PMSM在d-q坐标系下，根据电学原理得到d-q轴下定子电压方程：

其中，

电磁转矩方程为：

机械运动方程为：

其中，u_d是d轴电压，u_q是q轴电压，i_d是d轴电流，i_q是q轴电流，L_d是d轴电感，L_q是q轴电感，w_s是转子电角速度，R_s是定子电阻，是永磁体磁链，T_e是电磁转矩，p是电机极对数，J是电机转子转动惯量，B是电子转子粘性阻尼系数，是微分算子，即对i_d、i_q进行求导，w是电机转子机械角速度，T_p是外界负载转矩。

4.如权利要求1所述的永磁同步电机的MTPA控制方法，其特征在于，推导出d-q轴电流与电磁转矩间的关系的具体步骤如下：

根据三角函数关系可得，定子电流I_s、d轴电流i_d、q轴电流i_q与电流矢量角θ间的关系为：

i_d＝-I_ssinθ (5)

i_q＝I_scosθ (6)

将式(5)和式(6)代入式(3)中可得电磁转矩T_e与定子电流I_s及电流矢量角θ之间的关系：

对式(7)求导后得到一阶偏导

使经计算得：

将式(10)代入式(5)，可得到PMSM运行在MTPA条件下d轴电流：

在得知电机输出电磁转矩T_e后，便可得到满足最大转矩最小电流比的d-q轴电流i_d，而电磁转矩T_e通过传感器接收到的电机转速信号进行计算。

5.如权利要求3或4所述的永磁同步电机的MTPA控制方法，其特征在于，L_d＜L_q。