[发明专利]一种永磁同步电机系统的单位功率因数控制方法

权利要求书

1.一种永磁同步电机系统的单位功率因数控制方法，永磁同步电机系统的单位功率因数控制系统包括电压和电流采样电路、三相全控整流桥、DSP和功率驱动模块；电压和电流采样电路分别采集直流侧母线电压及永磁同步电机的三相相电流，将电压信号和电流信号经过采样电路调理后输入DSP，再经过电压外环以及电流内环的闭环计算，最终输出6路PWM驱动信号，用于驱动三相全控整流桥，实现对永磁同步电机的控制，其特征在于，所述的控制方法通过对第k-1拍的功率角Θ(k-1)的计算，实现对第k拍的内功率因数角ψ(k)的预测，进而得到单位功率因数控制下的d-q轴电流分配律；基于获得的电流分配律结合传统的电压、电流双闭环控制拓扑实现永磁同步电机系统的单位功率因数控制；

第k个控制节拍时所述的控制方法步骤如下：

步骤1：电压采样电路完成直流母线电压的采样，采样得到的直流母线电压实际值u_dc(k)与所设定的母线电压指令值比较，经过电压控制外环的闭环控制作用，计算得到定子电流指令值

步骤2：基于第k-1拍的功率角Θ(k-1)，计算当前第k拍内功率因数角ψ(k)，公式如下：

ψ(k)＝Θ(k-1)

步骤3：计算单位功率因数电流分配律：

其中，为第k拍时定子电流指令值；分别为第k拍时定子电流d、q轴分量的指令值；

步骤4：计算得到定子电压控制信号u_d(k)、u_q(k)，方法如下，

将电流采样电路采样得到的电机三相电流采样值，经过Clark、Park坐标变换，得到d-q轴坐标系下的电流采样值i_d(k)与i_q(k)，步骤3中得到的定子电流d、q轴分量的指令值分别与电流采样值i_d(k)、i_q(k)作差，并通过d、q轴电流内环控制器的闭环控制作用，得到定子电压控制信号u_d(k)、u_q(k)；

步骤5：基于步骤4得到的定子电压控制信号u_d(k)、u_q(k)，计算得到第k拍时的功率角Θ(k)，计算公式如下，

步骤6：更新功率角Θ(k-1)为最新的Θ(k)：

将第k-1拍的功率角Θ(k-1)更新为步骤5中得到的第k拍的功率角Θ(k)，公式为，

Θ(k-1)＝Θ(k)

步骤7：将步骤4中获得的定子电压控制信号u_d(k)、u_q(k)作为后级SVPWM环节的输入，经过DSP中运行的空间矢量调制SVPWM策略的运算，生成6路PWM驱动控制信号，用于驱动三相全控整流桥，控制永磁同步电机系统的功率因数为1。