[发明专利]永磁同步电机的控制方法

说明书

本发明涉及交流电机的控制方法，具体为永磁同步电机的控制方法。解决现有永磁同步电机的控制方法中因使用的电机参数不准确造成电机输出的转矩精度和电机运行效率被影响的问题。该控制方法通过电机定子温度T，使用在线查表得到定子电阻R_s(T)；通过电机定子温度T、电流幅值I_s、电流矢量角β，使用在线查表得到定子电感L_d(T)和L_q(T)；使用磁链观测模型实时计算出磁链值Ψ_f(T_r)，从而提高了电机控制和解耦的准确性；利用转矩闭环的输出结果重新分配了给定的定子电流，维持了永磁同步电机按照较优的控制轨迹运行，降低了电机的发热和损耗。实现了电机的解耦控制、增强了电机控制系统的鲁棒性。

技术领域

本发明涉及电机的控制方法，具体为永磁同步电机的控制方法。

背景技术

永磁同步电机以其具有高效、节能、高功率密度等优势在轨道交通领域得到了广泛的应用。对于永磁同步电机而言，最重要的性能要求是在各种环境下产生准确转矩并实现高效率的控制，而影响永磁电机转矩精度和高效率的控制的一个最重要因素是电机参数在电机运行过程中的变化，这导致了电机控制算法与被控电机的不匹配。电机参数的变化主要由电机工作温度和定子电流变化引起的铁芯磁饱和效应引起，从而造成电机参数中的定子电感L_d、L_q、定子电阻R_s和永磁体磁链Ψ_f的变化。传统的矢量控制方法在永磁同步电机控制中被广泛使用，但其没有考虑温度对电机参数R_s、Ψ_f，以及铁芯饱和效应对L_d、L_q的影响，电机输出的转矩精度和电机运行效率将很大程度上被影响。

发明内容

本发明解决现有永磁同步电机的控制方法中因使用的电机参数不准确造成电机输出的转矩精度和电机运行效率被影响的问题，提出一种永磁同步电机的控制方法，该控制方法可以实时而准确的确定电机参数，从而降低电机参数不准确对电机控制的影响。同时，在准确的确定电机参数的基础上，提供一种永磁同步电机鲁棒解耦控制方法，实现了电机的解耦控制、增强了电机控制系统的鲁棒性。

本发明是采用如下技术方案实现的：永磁同步电机的优化控制方法，其控制器包括旋转变压器模块、温度传感器模块、定子电阻计算模块、Clark变换模块、Park变换模块、定子电感计算查表模块、永磁体磁链计算模块、转矩计算模块、电流计算模块、给定电流生成模块、鲁棒解耦控制器模块、PWM调制模块、三相逆变桥模块；

1)旋转变压器模块

旋转变压器安装在永磁同步电机上，通过旋转变压器测量得到永磁同步电机的转子位置θ，转子位置θ经过微分，得到永磁同步电机的转速w_e；

2)温度传感器模块

电机定子中埋有温度传感器，由温度传感器得到电机的实时定子温度T；

3)定子电阻计算模块

电机温度变化导致电机定子电阻R_s的变化，测试并绘制电机定子的温度阻值对照表，通过温度传感器获取定子实时温度值T，并通过查询电机定子的温度阻值对照表得到定子电阻R_s(T)；