[发明专利]基于转矩角正弦值线性控制的电励磁同步电机控制方法

摘要

本发明公布了一种基于转矩角正弦值线性控制的电励磁同步电机控制方法，属电励磁同步电机调速方法。本发明调速方法在电励磁同步电机维持定子磁链幅值不变的情况下，通过直接线性的调节电励磁同步电机的转矩角正弦值来控制转矩。本发明结合了矢量控制对转矩线性调节和直接转矩控制直接调节转矩角、无电流闭环、无坐标变换的特点，实现简单，仅须辨识定子磁链，参数鲁棒性强，电流谐波小，转矩脉动小，磁链波动小，具有良好的调速性能。

主权项

1. 一种基于转矩角正弦值线性控制的电励磁同步电机控制方法，其特征在于由速度传感器检测到的电励磁同步电机实际转速ω，将给定的电励磁同步电机转速ω*与实际转速ω依次经过PI环节、限幅环节得到电励磁同步电机瞬时转矩角正弦值sin δ*；将给定的电励磁同步电机定子磁链幅值ψ*以及电励磁同步电机瞬时转矩角正弦值sin δ*、电励磁同步电机当前磁链矢量的相角θk经过目标定子磁链矢量环节得到电励磁同步电机下一时刻目标定子磁链矢量将电励磁同步电机下一时刻目标定子磁链矢量与电励磁同步电机当前定子磁链矢量作矢量差得到电励磁同步电机定子磁链变化量将电励磁同步电机定子磁链变化量经过空间矢量调制环节生成得到三相全桥逆变器的三相占空比即A相占空比DA、B相占空比DB、C相占空比DC，将所述三相占空比经过三相全桥逆变器得到电励磁同步电机在静止abc坐标下的三相相电流即A相电流isa、B相电流isb、C相电流isc，采用所述三相相电流驱动电励磁同步电机得到电励磁同步电机输出的目标电磁转矩Te；k+1时刻电励磁同步电机的目标电磁转矩为：其中k为当前时刻，Lsσ为电励磁同步电机定子漏感，p为电励磁同步电机极对数，为电励磁同步电机当前气隙磁链矢量，电励磁同步电机当前定子磁链矢量及其相角θk的求取包括以下步骤：(1)采用电压传感器检测得到三相全桥逆变器的直流母线电压Udc，采用所述直流母线电压Udc与三相全桥逆变器的三相占空比即A相占空比DA、B相占空比DB、C相占空比DC组合计算得出电励磁同步电机在静止abc坐标下的三相相电压即A相电压usa、B相电压usb、C相电压usc：将电励磁同步电机在静止abc坐标下的A相电压usa、B相电压usb、C相电压usc进行磁势不变的3/2变换得到电励磁同步电机在静止αβ坐标系下的定子电压即α相定子电压usα、β相定子电压usβ：(2)采用电流传感器检测得到电励磁同步电机在静止abc坐标下的三相相电流即A相电流isa、B相电流isb、C相电流isc并进行磁势不变的3/2变换得到电励磁同步电机在静止αβ坐标系下的定子电流即α相定子电流isα、β相定子电流isβ：(3)利用电励磁同步电机在静止αβ坐标系下的α相定子电压usα、β相定子电压usβ和α相定子电流isα、β相定子电流isβ计算得到电励磁同步电机在静止αβ坐标系下的α相定子磁链ψsα,β相定子磁链ψsβ：其中R为定子绕组电阻，再将式电励磁同步电机在静止αβ坐标系下的α相定子磁链ψsα,β相定子磁链ψsβ经过αβ坐标到极坐标的变换求得电励磁同步电机当前定子磁链矢量的幅值ψk和相角θk+δk：利用电励磁同步电机在静止αβ坐标系下的α相定子磁链ψsα,β相定子磁链ψsβ和α相定子漏磁Lsσisα、β相定子漏磁Lsσisβ求得电励磁同步电机在静止αβ坐标系下的α相气隙磁链ψmα、β相气隙磁链ψmβ：再将电励磁同步电机在静止αβ坐标系下的α相气隙磁链ψmα、β相气隙磁链ψmβ经过αβ坐标到极坐标的变换求得电励磁同步电机气隙磁链矢量的相角：