[发明专利]永磁同步电机的MTPA控制方法、装置、系统及设备

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：

实时获取转速调节器输出的转矩电流给定值；

基于所述转矩电流给定值，按照预设轨迹规划公式实时计算d轴电流给定值和q轴电流给定值；其中，所述预设轨迹规划公式基于在MTPA条件下d轴电流给定值与q轴电流给定值间的二次函数关系，所述二次函数的轨迹规划参数k通过预先对所述永磁同步电机进行旋转参数辨识而生成；不含一次项和常数项的所述二次函数为：

其中，id*_mtpa为d轴电流给定值；iq*_mtpa为q轴电流给定值；k为轨迹规划参数；Imax为电机的最大允许运行电流幅值； -k为id*_mtpa与(iq*_mtpa)2的负比例系数；

将所述d轴电流给定值和所述q轴电流给定值实时输出至电流环，以便基于所述电流环输出的d轴电压给定值和q轴电压给定值控制所述永磁同步电机实现MTPA运行。

2.根据权利要求1所述的永磁同步电机的MTPA控制方法，其特征在于，所述预设轨迹规划公式限定了所述d轴电流给定值与所述q轴电流给定值的平方项呈负比例相关。

3.根据权利要求2所述的永磁同步电机的MTPA控制方法，其特征在于，所述负比例的系数为-k；所述预设轨迹规划公式的生成过程包括如下步骤：

选取电流幅值相同的若干个电流状态点(id*，iq*)，其中，id*为所述电流状态点d轴的电流值，iq*为所述电流状态点q轴的电流值；

逐次以各所述电流状态点为起始状态点，控制所述永磁同步电机以所述起始状态点的转矩从零速加速至预设转速阈值，并记录每次的加速时长tacc；

将各所述起始状态点在id*/(iq*)2-tacc二维平面坐标系中的离散分布拟合为连续凹函数；

确定所述凹函数极值点处id*/(iq*)2的取值x；

对极值点x取倒数得到轨迹规划参数k。

4.根据权利要求3所述的永磁同步电机的MTPA控制方法，其特征在于，所述选取电流幅值相同的若干个电流状态点，包括：

选取电流幅值均等于额定电流幅值的若干个电流状态点。

5.根据权利要求3所述的永磁同步电机的MTPA控制方法，其特征在于，对于作为起始状态点的每个所述电流状态点，所述控制所述永磁同步电机以所述起始状态点的转矩从零速加速至预设转速阈值，包括：

实时获取所述永磁同步电机的实际转速值；

判断所述实际转速值是否大于所述预设转速阈值；

若否，则将所述起始状态点设定的d轴电流给定值和q轴电流给定值输出至电流环，以控制所述永磁同步电机恒转矩加速运行；

若是，则将所述转速调节器输出的d轴电流给定值和q轴电流给定值输出至电流环，以控制所述永磁同步电机稳速运行在预设转速阈值。

6.根据权利要求1至5任一项所述的永磁同步电机的MTPA控制方法，其特征在于，所述实时获取转速调节器输出的转矩电流给定值，包括：

实时获取所述永磁同步电机的实际转速值；

对转速给定值与所述实际转速值的差值进行比例积分调节以获取所述转矩电流给定值。

7.根据权利要求6所述的永磁同步电机的MTPA控制方法，其特征在于，所述实时获取所述永磁同步电机的实际转速值，包括：

基于编码器实时检测所述永磁同步电机的转子磁场位置角；或者，基于无速度观测器算法，根据电压值和电流值实时计算所述转子磁场位置角；

对所述转子磁场位置角进行微分和低通滤波以获取所述实际转速值。