[发明专利]一种爪极电机的电流分配控制方法

说明书

本发明公开了一种爪极电机的电流分配控制方法，其特征在于：在满足输入指令转矩Tref的情况下，转子的励磁电流If和定子电枢绕组的电流Iq合理分配比例使电机总的铜损耗获得低损耗，其分配比例关系如下：Iq=K×If，其中Iq是转子dq旋转坐标系中的q轴电流，K是电流分配比值，它考虑定转子磁路非线性饱和情况下，电机总的铜损耗几乎最小，效率接近最优，计算简单快速，温度对高效区的影响变小，提升电机的性能和运行可靠性。

技术领域

本发明涉及一种爪极电机的电流分配控制方法。

背景技术

爪极电机应用较为广泛，例如车载启动发电一体机（简称ISG电机）就是使用爪极电机，其具体结构可以参考美国专利 US20060267344A1，或者中国同族专利CN100517922(C)的介绍。

美国专利US6707277也涉及爪极同步电机的控制方法，但该方法中没有提到如何优化控制电流的问题，更没有如何处理磁饱和的问题。

中国专利CN102324882A 涉及混合励磁同步电动机宽调速系统及电流分配方法，中国专利 CN102545766A披露适用于电动汽车驱动用的新型调速系统及电流分配方法，中国专利 CN103647489A披露一种混合励磁同步电机效率最优控制方法，以及中国专利CN104901590A公开基于分区控制的混合励磁同步电机电流优化方法，以上4个专利都涉及电流分配方法，但都是基于线性不变模型，但实际上磁链是非线性饱和特性，这种基于线性不变模型精度较差。

如果考虑磁链非线性饱和特性，只能采用非线性优化方法，简单的搜索方法速度慢，精度和速度之间存在矛盾。复杂的搜索算法基本上都有引入磁化曲线有关的导数(一阶甚至二阶)，而导数对数据的误差非常敏感，使得求解困难甚至无解。

发明内容

本发明的目的是提供一种爪极电机的电流分配控制方法，能解决现有技术中爪极电机的电流分配控制中考虑磁链非线性饱和特性，只能采用非线性优化方法，简单的搜索算法速度慢，复杂的搜索算法基本上都有引入磁化曲线有关的导数，而导数对数据的误差非常敏感，精度和速度之间存在矛盾的技术问题。

本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的。

一种爪极电机的电流分配控制方法，其特征在于：在满足输入指令转矩Tref的情况下，转子的励磁电流If和定子电枢绕组的电流Iq合理分配比例使电机总的铜损耗获得低损耗，其分配比例关系如下：Iq=K×If，其中Iq是转子dq旋转坐标系中的q轴电流，K是电流分配比值，K是通过如下公式获得：，其中，Rf是转子励磁绕组的电阻，Rs是定子电枢绕组的电阻，Msf是当前状态下的励磁电感，Msfm是励磁电流从0开始增加时初始状态下的电感。

上述的输入指令转矩Tref与转子的励磁电流If和定子电枢绕组的电流Iq的关系如下：，其中P是电机的极对数。

上述的转子励磁绕组的电阻Rf通过如下方法获得：Rf=K1×Rf0 ，其中K1是转子励磁绕组的电阻的温升系数，Rf0是常温状态下测量的转子励磁绕组的电阻值；定子电枢绕组的电阻Rs 通过如下方法获得：Rs=K2×Rs0，其中K2是定子电枢绕组的电阻的温升系数，Rs0是常温状态下测量的定子电枢绕组的电阻值，K1和K2根据在线测量的励磁绕组和定子电枢绕组的温度得到。

上述定子电枢绕组的电阻Rs也可通过在线测量当前状态下定子电枢绕组的电压和电流估算获得，转子励磁绕组的电阻Rf也可通过在线测量当前状态下励磁绕组的电压和电流估算获得。

本发明与现有技术相比，具有如下效果。