[发明专利]一种磁链控制方法、用于无刷直流电机的反馈型控制系统

说明书

本发明提出了一种磁链控制方法、用于无刷直流电机的反馈型控制系统，属于无刷直流电机控制领域；本发明磁链控制方法是先根据磁链特征选定磁链的运动特征方式；在进行定子磁链预先规定标准设定；其次通过磁链跟踪观察无刷直流电机当前工作情况的运行轨迹；最后通过对负载角进行调节而实现快速调节转矩大小；从而本方法对于无刷直流电机的稳定运行有着很大的帮助；同时用于无刷直流电机的反馈型控制系统将自抗扰控制器代替PI控制器串联在无刷直流电机的直接转矩控制中；明显看出，自抗扰控制器的加入能够使无刷直流电机在控制过程中具有更加优秀的动静态性能。

技术领域

本发明提出了一种磁链控制方法、用于无刷直流电机的反馈型控制系统，属于无刷直流电机控制领域。

背景技术

传统DTC在运用方式上，为了能够实现这种控制方式，需要满足定子的磁链在大小上时刻保持一致，当磁链的空间矢量发生改变的同时，电机的电磁转矩也会发生变化。因此，在控制系统中对磁链幅值的观测估计的精确性会对电机的稳定控制带来很大的影响，若精确度不够，将使得电机无法正常稳定运行。DTC设置磁链和电磁转矩为控制变量以提高动态响应能力，其目的在于对电磁转矩大小的快速改变，为实现这一目的，可通过对负载角进行调节而实现快速调节转矩大小，然而以上效果实现前提的关键在于，磁链大小在控制过程中是恒定不变的。目前针对DTC控制按照磁链特征可分为以下两类：第一种磁链的运动特征为正六边形，具有转换简易的优点，然而在低速时存在转矩脉动较大，电流谐波较大的缺点，这些缺点在控制策略上无法得到很好的抑制。第二种磁链的运动特征为圆形，这种控制方式相较于正六边形控制方式而言更复杂，但是能够对前者的缺点进行抑制，但圆形磁链轨迹控制策略虽然省去了坐标变换的环节，但其需要对磁链所在的扇区做出准确的预估，因此控制难度增加了；从而需要一种磁链控制方法解决上述的问题；

同时现有技术中的无刷直流电机采用的传统的PI控制器进行转矩控制，但PI控制器工作时需要了解系统的内部控制对象，将系统的内部和外部扰动进行划分，排除，这样会增加无刷直流电机无用工作时间。

发明内容

发明目的：提出磁链控制方法、用于无刷直流电机的反馈型控制系统，以解决现有技术存在的上述问题。

技术方案：磁链控制方法，包括：

根据磁链特征选定磁链的运动特征方式；

进行定子磁链预先规定标准设定；

通过磁链跟踪观察无刷直流电机当前工作情况的运行轨迹；

通过对负载角进行调节而实现快速调节转矩大小。

优选的，定子磁链预先规定标准由转子磁链和定子绕组产生的磁链组成，用于为更好的对电机转矩脉动进行抑制；其中，所述定子磁链预先规定包括：转子磁链的给定、电枢磁链的给定和定子综合磁链的给定；

ψ_s＝ψ_f+ψ_α

式中，ψ_s表示定子磁链，ψ_f表示转子磁链，ψ_α表示定子绕组产生的磁链。

优选的，转子磁链的给定是通过各相磁链的大小表示成对应相反电动势对时间的积分，且对特殊相磁链进行分析，得到其相应的转子磁链值，从而得到不同位置处的转子对应的磁链值；并根据综合转子磁链矢量的获取需要完成三相坐标系到两相静止坐标系的转换，并进行合并，从而得到综合转子磁链矢量轨迹。

优选的，电枢磁链的给定是电枢绕组产生的磁链在两相坐标系中对应各自的分量，且用电感与电流表示；同时电流分量是否为定值决定着磁链是否能作为给定值进行运算，定子三相电流变化周期为60°电角度，因为电流的波形呈现矩形状，导通两相的电流幅值相等且方向相反，对于关断相而言，电流值是不存在的；因此，给定电流是被转子位置影响的，当转子所在的扇区发生改变时，给定电流的大小会发生相应的改变。