[发明专利]一种永磁同步电机直接转矩控制方法

摘要

本发明涉及一种永磁同步电机直接转矩控制方法，技术特征在于：根据磁链和转矩估计器计算当前时刻定子磁链和转矩的估计值，转矩估计值与转矩参考值之间的误差经过一简单的PI调节得到定、转子磁链动态速度差Δω_s，再与稳态旋转速度ω之和即可得到定子磁链总的旋转速度，得到了总的磁链旋转速度ω_s^*后，通过参考磁链计算模型可得到在下一个采样周期给定的参考磁链矢量ψ_s^*。参考磁链矢量ψ_s^*与估计的当前时刻的磁链矢量ψ_s通过简单的计算可以得到在下一采样周期应施加的空间电压矢量U_s^*，空间电压矢量U_s^*再经过空间矢量调制方法产生电压源逆变器的开关信号。有益效果：由于采用空间矢量的概念来分析PMSM的数学模型和控制其各物理量，使问题变得特别简单明了。

主权项

1.一种永磁同步电机直接转矩控制方法，其特征在于：根据定子磁链和转矩各自误差的大小采用参考磁链计算模型计算出控制这些误差收敛的参考定子电压矢量，再以空间矢量调制发生器的方式发出电压逆变器的开关信号，以控制永磁同步电机转矩的方法，具体而言，它依次含有以下步骤：(1)根据设定的速度参考值ω*和电机编码器输出的速度反馈值ω进行PI调节，得到参考转矩Te *，$T_e^{*}=K_{p1}·e_{\omega }+K_{i1}{\int e}_{\omega }\mathrm{dt},(Kp1＞0，Ki1＞0)，其中：e\omega ＝\omega *-\omega ；(2)参考转矩Te\; *与估算转矩Te之差经PI调节得到定子磁链和转子磁链旋转速度差\Delta \omega s：\Delta \omega s＝Kp2·eT+Ki2\int eTdt，(Kp2＞0，Ki2＞0)，其中：$ e_T=T_e^{*}-T_e;(3)定转子磁链旋转速度差\Delta \omega s与转子速度\omega 相加得到定子磁链总的旋转速度，即下一个采样周期应给定的磁链的参考速度\omega s\; *；(4)将\omega s\; *和当前估算的定子磁链\psi s采用参考磁链模型得到下一个采样周期期望的参考磁链矢量\psi s\; *；所述的参考磁链模型步骤为：a)由\omega s\; *·Ts相乘得到在下一时刻的定子磁链角度的变化量\Delta \delta ；b)由\gamma s+\Delta \delta 相加得在下一时刻参考磁链的相位角\gamma s\; *；c)根据$ \left\{\begin{array}{c}{\psi }_{\mathrm{s\alpha }}^{*}=\left|{\psi }_s^{*}\right|·\cos {\gamma }_s^{*}\\ {\psi }_{\mathrm{s\beta }}^{*}=\left|{\psi }_s^{*}\right|·\sin {\gamma }_s^{*}\end{array}\right.得到参考磁链\psi s\; *在静止两相坐标系\alpha \beta 下的分量；(5)根据$ \left\{\begin{array}{c}{\mathrm{\Delta \psi }}_{\mathrm{s\alpha }}={\psi }_{\mathrm{s\alpha }}^{*}-{\psi }_{\mathrm{s\alpha }}\\ {\mathrm{\Delta \psi }}_{\mathrm{s\beta }}={\psi }_{\mathrm{s\beta }}^{*}-{\psi }_{\mathrm{s\beta }}\end{array}\right.得到磁链误差\Delta \psi s在静止两相坐标系\alpha \beta 下的分量；(6)根据$ \left\{\begin{array}{c}{U}_{\mathrm{s\alpha }}^{*}=\frac{{\mathrm{\Delta \psi }}_{\mathrm{s\alpha }}}{T_s}\\ U_{\mathrm{s\beta }}^{*}=\frac{{\mathrm{\Delta \psi }}_{\mathrm{s\beta }}}{T_s}\end{array}\right.得到参考电压矢量Us\; *在\alpha \beta 坐标系下的分量，其中，Ts为系统采样周期；(7)根据空间矢量调制方法SVM对参考电压矢量Us\; *进行电压矢量合成，得到逆变器所需要的三相开关控制信号SA、SB、SC。$$$$$