[发明专利]隐极式混合励磁电机铜耗最小控制系统及方法

说明书

本发明公开电机控制领域中的一种隐极式混合励磁电机铜耗最小的控制系统及方法，反馈转速作为转矩观测模块的第一个输入，给定转速作为转矩观测模块的第二个输入，转矩观测模块输出的是转矩给定值T_eg，转矩给定值T_eg作为铜耗最小电流分配模块的输入，经处理后输出q轴电流给定值i_qg与励磁电流给定值i_fg；采用自抗扰控制思想设计的转矩观测模块，不依赖于具体电机参数模型，仅根据给定转速与反馈转速的误差即可估计出所需电磁转矩，以铜耗最小为目标，以给定转矩为等式约束条件，采用序列二次规划算法分配问题进行求最优解，避免传统牛顿‑拉格朗日求极值问题可能出现迭代过程中数值不稳定情况，实现电机铜耗最小电流分配的目的。

技术领域

本发明属于电机控制领域，具体涉及一种隐极式混合励磁电机铜耗最小的控制系统及方法，适用于电动汽车。

背景技术

隐极式混合励磁电机是一种具有高转矩密度、宽调速范围的新型电机，在电动汽车领域具有广泛的应用前景。隐极式混合励磁电机由于在传统永磁同步电机的基础上引入了一套励磁绕组，所以存在电枢电流和励磁电流协同工作的问题。针对这一问题，中国专利公开号为CN111697890A的文献中提出一种混合励磁同步电机扭矩估算方法，根据给定目标转矩通过查表法得到给定dq轴电流和励磁电流，但其并没有涉及如何确定给定目标转矩，且查表法依赖于大量的仿真数据。中国专利公开号为CN105281632A的文献中提出一种混合励磁电机的电流协调控制方法，其通过输出机械功率和机械转速计算得到多组数据，每组数据包括电枢电流、内功率因数角、励磁电流三个变量，然后分别计算每组数据的电磁损耗，筛选出其中损耗最小的一组，该方案计算量大，计算复杂。中国专利公开号为CN103401506A的文献中提出一种电动汽车用隐极式混合励磁电机直接转矩控制方法，其根据给定转速和反馈转速计算得到给定转矩，但没有涉及如何计算得到给定转矩，因为作为电流分配的等式约束条件，给定转矩如何获取是至关重要的一步，且其所提出的控制策略也没有考虑电机铜耗的问题。中国专利公开号为CN108418485A的文献中给出一种隐极式混合励磁电机恒功率损耗模型预测控制方法，其虽然考虑到了电机损耗问题，但是采用的牛顿-拉格朗日求极值的数学方法，存在计算量大、计算复杂、迭代求解过程数值不稳定的缺陷。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有隐极式混合励磁电机控制策略中存在的给定转矩大小未知，没有考虑电机铜耗和电流分配，以及算法复杂的问题而提出一种隐极式混合励磁电机铜耗最小控制系统及方法，采用基于自抗扰控制技术的转矩观测方法，解决现有隐极式混合励磁电机给定转矩观测，采用基于序列二次规划的铜耗最小电流分配方法，解决现有隐极式混合励磁电机电流分配采用牛顿-拉格朗日求极值算法迭代过程不稳定、计算复杂的问题。