[发明专利]一种五相双励磁同步电机最大转矩铜耗比协调控制方法

权利要求书

1.一种五相双励磁同步电机最大转矩铜耗比协调控制方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

步骤1、从五相双励磁同步电机主电路采集五相电流i_A、i_B、i_C、i_D、i_E和励磁电流i_f，逆变器母线电压U_dc和励磁电压U_f，，对电机位置进行初始位置检测，将编码器采集到的信号送入控制器进行处理后得到电机转子位置角θ和转速n；

步骤2：将步骤1采集得到的相电流i_A、i_B、i_C、i_D、i_E经A/D转换后，然后进行坐标变换分别得到两相旋转坐标系下关于基波平面与三次谐波平面对应的定子d轴电流i_d1与i_d3、q轴电流i_q1与i_q3；

步骤3：判断电机运行区域，当电机运行于低速区时，利用拉格朗日乘数法寻找铜耗的最小值，计算得到低速区关于基波平面与三次谐波平面对应的定子d轴电流、q轴电流和励磁电流参考值；

当电机运行于中速区时，采用励磁电流为零的简单控制，根据拉格朗日方程求得铜耗的最小值，计算得到中速区关于基波平面与三次谐波平面对应的定子d轴电流、q轴电流和励磁电流参考值；

当电机运行于高速区时，建立拉格朗日方程，求得铜耗的最小值，计算得到高速区关于基波平面与三次谐波平面对应的定子d轴电流、q轴电流和励磁电流参考值；

步骤4：通过步骤3，将最大转矩铜耗比协调控制策略产生的d轴参考电流，q轴参考电流分别送入PI调节模块后进行比例积分运算，分别获得在基波平面与三次谐波平面的d轴电压与q轴电压，然后将d轴电压与q轴电压进行旋转正交-静止两相变换后，获得静止两相坐标系下α轴电压和β轴电压，再通过空间矢量脉冲宽度调制模块后输出10路脉冲宽度调制信号，从而驱动主功率变换器工作；同时步骤1得到的励磁电流i_f，经跟随、滤波、偏置与A/D转换后和励磁电流参考值一起送入直流励磁脉宽调制模块，然后输出4路脉冲宽度信号来驱动励磁功率变换器。

2.根据权利要求1所述的一种五相双励磁同步电机最大转矩铜耗比协调控制方法，其特征在于，所述步骤1中，

五相双励磁同步电机在两相旋转坐标系下的数学模型为：

磁链方程：

电压方程：

电磁转矩方程：

其中，脚标“1”和“3”分别代表基波平面和三次谐波平面成分，ψ_d1、ψ_d3为定子d轴磁链，ψ_q1、ψ_q3为定子q轴磁链，ψ_m1、ψ_m3为永磁磁链幅值，ψ_mf1、ψ_mf3为励磁绕组磁链幅值；L_d1、L_d3为d轴电感，L_q1、L_q3为q轴电感，L_f1、L_f3为励磁绕组电感，M_f1、M_f3为电枢与励磁绕组之间的互感；i_d1、i_d3为d轴电流，i_q1、i_q3为q轴电流，i_f1、i_f3为励磁绕组电流，ω_e为电角速度；u_d1、u_d3为d轴电压，u_q1、u_q3为q轴电压，u_f1、u_f3为励磁绕组电压，R_s为电枢绕组电阻，R_f为励磁绕组电阻；T_e1、T_e3为电磁转矩，p为电机极对数。