[发明专利]一种用于永磁同步电机的最大转矩电流比控制方法

权利要求书

1.一种用于永磁同步电机的最大转矩电流比控制方法，包括：

根据所述永磁同步电机的数学模型得到电流和转矩的关系式；

根据所述电流和转矩的关系式得到当转矩取得极大值时电流和最大转矩电流比角的关系式；

根据所述电流和最大转矩电流比角的关系式，将所述永磁同步电机的电流方程带入到转矩方程中，得到转矩和最大转矩电流比角的关系式，包括：

将电流与最大转矩电流比角的关系式代入转矩方程中，得到转矩和最大转矩电流比角的关系式：

和

其中，T_e为转矩，L_d、L_q为d、q轴电感，p为极对数，ψ_f为永磁体磁链，θ为电流幅值和d轴之间的夹角；

根据所述永磁同步电机的参考转矩和所述转矩和最大转矩电流比角的关系式得到参考最大转矩电流比角；

根据电流矢量和所述参考最大转矩电流比角得到d、q轴电流参考值；

根据所述d、q轴电流参考值控制所述永磁同步电机。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其中，所述根据d、q轴电流参考值控制永磁同步电机包括：

将所述永磁同步电机的反馈电流经过坐标变换后与所述d、q轴电流参考值比较得到误差，经过PI调节器得到参考电压；

将所述参考电压的坐标由两相旋转坐标系变换到两相静止坐标系，再经过PWM调制后得到逆变器六路开关信号实现对所述永磁同步电机的控制。

3.根据权利要求2所述的控制方法，其中

所述永磁同步电机的参考转矩根据所述永磁同步电机的额定转速和反馈转速的误差，并通过PI调节器得到。

4.根据权利要求3所述的控制方法，其中，所述根据永磁同步电机的数学模型得到电流和转矩的关系式包括：

或

5.根据权利要求4所述的控制方法，其中，所述根据电流和转矩的关系式得到当转矩取得极大值时电流和最大转矩电流比角的关系式包括：

当满足最大转矩电流比时，转矩和最大转矩电流比角的关系式为：

求解得到满足转矩输出的电流和最大转矩电流比角的关系式为：

6.根据权利要求5所述的控制方法，其中，令T_x＝T_eA₀，通过数值计算得到不同永磁同步电机的T_x的范围为[-4，4]，并采用曲线拟合的方法得到最大转矩电流比角和T_x的关系为：

当T_x的范围为[-4，-1.995]时，θ＝2.07·Sin(0.1212·T_x-4.096)；

当T_x的范围为[-1.995，0]时，θ＝1.96·Sin(0.2251·T_x-2.213)；

当T_x＞0时，将-T_x带入上式得到θ后再关于π对称。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其中，所述根据电流矢量和参考最大转矩电流比角得到d、q轴电流参考值包括：

根据速度环得到的转矩对应到最大转矩电流比角，进而获得d、q轴电流参考值为：

i_q^*＝I_s^*sin(θ)和

id^*＝I_s^*cos(θ)。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其中，当L_d＝L_q时，A₀＝0，进而进而i_d＝0，所述控制方法适用于表贴式永磁电机。

9.根据权利要求7所述的控制方法，其中，在得到i_q^*、i_q^*后，和经过坐标变换后的电机反馈电流i_q、i_q作比较，得到电流误差信号，经过PI调节器得到d、q轴参考电压U_d^*、U_q^*，且

所述将参考电压的坐标由两相旋转坐标系变换到两相静止坐标系根据关系式：

得到。