[发明专利]内置式永磁同步电机的改进控制方法

权利要求书

1.一种内置式永磁同步电机的改进控制方法，其特征在于，共分4个模块，分别为采样计算模块(1)、电机参数计算模块(2)、转矩电流计算模块(3)、电流前馈解耦计算模块(4)；

1)采样计算模块

采集逆变器直流母线电压U_dc，以及电机定子电流i_a、i_b；对定子电流i_a、i_b进行Clarke变换和Park变换，得到同步旋转坐标系中定子电流D轴分量i_D和定子电流Q轴分量i_Q；

通过位置传感器采集电机转子位置角θ，并计算得到电机转子电角速度ω_r；

2)电机参数计算模块

电机参数计算模块输入变量为：

i_Q为电机定子Q轴电流实际值；

i_Q0为电感变化率发生转折时的Q轴电流分量；

L_Q0为在常温状态下Q轴的电感分量，为常温下测量值或电机设计给定值；

L_D0为在常温状态下D轴的电感分量，为常温下测量值或电机设计给定值；

ψ_f0为常温状态下磁链值，为常温下测量值或电机设计给定值；

t为磁钢温度；

ρ为曲线系数，为0.1％-0.3％；

γ_t磁钢温度系数，可从磁钢手册中查找到；

其输出变量为：

L_Q(i_Q,t)为Q轴电感随i_Q和温度t变化的值，

L_D(t)为D轴电感随温度t变化的值，L_D(t)＝L_D0γ_tt；

ψ_f(t)为磁链随温度t变化的值，ψ_f(t)＝ψ_f0γ_tt；

ΔL_err0为在常温下Q轴电感L_Q0和D轴电感L_D0的差值，ΔL_err0＝L_Q0-L_D0；

Δi_Q0为Q轴实际电流i_Q和i_Q0之间的差值，Δi_Q0＝i_Q-i_Q0；

3)转矩电流计算模块

转矩电流计算模块输入变量如下：

T^*为电机给定转矩；

ψ_f0为常温状态下电机磁链值；

ΔL_err0为Q轴电感初始值L_Q0和D轴电感初始值L_D0之差；

Δi_Q0为Q轴实际电流i_Q和i_Q0之间的差值；

t为磁钢温度；

ρ为曲线系数；

γ_t磁钢温度系数；

和分别为电流前馈解耦计算模块反馈的D轴和Q轴给定参考电压；

U_Smax为逆变器允许最大相电压幅值；

输出变量如下：

为D轴给定电流；

为Q轴给定电流；

转矩电流计算模块根据输入的电机给定转矩T^*，通过最大转矩电流比计算方法，得到最大转矩电流比计算方法下的D轴电流

其中，作为的补偿量在弱磁区对D轴给定电流进行修正；

其中，在电机运行在弱磁区时，首先利用电流前馈解耦计算模块反馈的D轴和Q轴给定参考电压，计算出给定参考电压的幅值U_S，U_S与逆变器允许最大相电压幅值U_Smax的偏差进行PI调节，调节器输出量为当U_S＜U_Smax时，等于0，表示不对D轴电流进行调节；

Q轴给定电流

当i_Q＜i_Q0时，

当i_Q≥i_Q0时，

p为极对数；

4)电流前馈解耦计算模块

电流前馈解耦计算模块的输入参数为：i_D、i_Q、L_Q(i_Q,t)、L_D(t)、ψ_f(t)；输出参数为：给定参考电压和

Δu_D为D轴电流给定值与D轴电流反馈值i_D的差值，再经过PI调节器输出的结果，即D轴电流闭环调节输出；

同理，Δu_Q为Q轴电流给定值与D轴电流反馈值i_Q的差值，再经过PI调节器输出的结果，即Q轴电流闭环调节输出；

电流前馈解耦计算模块输出的给定参考电压和输入到脉冲调制模块，产生调制脉冲以控制电机运行。