[发明专利]异步伺服多级大功率模块保护控制方法

权利要求书

1.异步伺服多级大功率模块保护控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1：定义两相对静止坐标系、转子旋转坐标系和定子磁链坐标系；

步骤S2：采用Clarke变换，将三相固定坐标系转换为两相静止坐标系；

步骤S3：耦合两相静止坐标系建立SPMSM数学模型；

步骤S4：分析SPMSM数学模型，对相邻两个基本电压矢量作用时间的调控，合成任意的电压空间矢量；

步骤S5：改变定子磁链转动速度与方向实现转矩的动态控制；

步骤S6：根据磁链误差计算出相应的磁链误差，用电压空间矢量计算出相应的磁链误差；

步骤S7：使用SVP-WM输出逆变器控制信号，对PMSM的运行状态进行调整。

2.根据权利要求1所述的异步伺服多级大功率模块保护控制方法，其特征在于，所述步骤S1中，两相对静止坐标系α-β、转子旋转坐标系d-p和定子磁链坐标系ψ_s选择坐标系x-y三个坐标系，将三个坐标系融合到同一坐标系内，电压方程为：

式中，M_uv、M_wu、M_vw为定子三相绕组互感，R_S为定子电阻，L_S为PMSM等效电感，ψ_f为转子永磁体产生的磁势，w_e为转子电角速度，u_A、u_B、u_C为三相电压，i₁、i_B、i_C为三相电流，为微分算子。

3.根据权利要求1所述的异步伺服多级大功率模块保护控制方法，其特征在于，所述步骤S2中，采用Clarke变换,将三相固定坐标系转换为两相静止坐标系,可得解耦后的状态方为：

式中，i_sα、i_sβ分别表示α、β轴电流；u_sα、u_sβ分别表示α、β轴电压；w_r表转子机械角速度，ψ_s为定子合成磁势；ψ_sα、ψ_sα分别为定子合成磁链在α和β轴的分量。

4.根据权利要求1所述的异步伺服多级大功率模块保护控制方法，其特征在于，所述步骤S3中，SPMSM数学模型中，定子磁链保持不变，通过改变δ_sf的大小来控制转矩，具体公式如下：

式中，K为比例系数。

5.根据权利要求1所述的异步伺服多级大功率模块保护控制方法，其特征在于，所述步骤S4中，SVPWM通过对相邻两个基本电压矢量作用时间的调控,8个基本电压空间矢量可合成任意的电压空间矢量。

6.根据权利要求1所述的异步伺服多级大功率模块保护控制方法，其特征在于，所述步骤S5中，通过改变定子磁链转动速度与方向即可瞬时调整δ_sf、,实现转矩的动态控制。

7.根据权利要求1所述的异步伺服多级大功率模块保护控制方法，其特征在于，所述步骤S6中，根据磁链误差计算单元算出相应的磁链误差Δ_ψ,用电压空间矢量计算模型得到能补偿Δ_ψ的α-β坐标中电压分量U_αref,U_βref；最后用SVP-WM输出逆变器控制信号,对PMSM的运行状态进行调整。