[发明专利]永磁同步电机的负载扰动补偿装置及方法

摘要

本发明公开了一种永磁同步电机的负载扰动补偿装置，包括负载力矩辨识滑模观测器等；永磁同步电机分别与PARK变换模块、PARK逆变换模块、速度计算模块以及CLARK变换模块；速度计算模块分别与第一加法器和负载力矩辨识滑模观测器连接；第一加法器、第二加法器均与与速度环PI调节器连接；CLARK变换模块与PARK逆变换模块连接；PARK逆变换模块与负载力矩辨识滑模观测器、第四加法器和第三加法器连接；负载力矩辨识滑模观测器与负载力矩辨识值前馈补偿系数单元连接；负载力矩辨识值前馈补偿系数单元与第二加法器连接；第二加法器与第四加法器连接；第四加法器与电流环PI调节器连接；第三加法器与电流环PI调节器连接；电流环PI调节器与PARK变换模块连接；PARK变换模块与空间矢量调制模块连接；空间矢量调制模块与整流/三相逆变器模块连接，整流/三相逆变器模块控制永磁同步电机运行。

主权项

永磁同步电机的负载扰动补偿装置，包括与永磁同步电机(17)相连接的负载扰动补偿装置，该负载扰动补偿装置包括第一加法器(1)、速度环PI调节器(2)、第二加法器(3)、负载力矩辨识值前馈补偿系数单元(4)、第三加法器(5)、第四加法器(6)、电流环PI调节器(7)、Park变换模块(8)、空间矢量调制模块(9)、Clark变换模块(10)、Park逆变换模块(11)、负载力矩辨识滑模观测器(13)、速度计算模块(14)和整流/三相逆变器模块(16)；其特征是：所述永磁同步电机(17)通过内置的位置传感器(12)和电流传感器(15)分别输出转子位置θ_r和定子两相电流i_A、i_B，该转子位置θ_r分别输入到PARK变换模块(8)、PARK逆变换模块(11)以及速度计算模块(14)；该定子两相电流i_A、i_B输入CLARK变换模块(10)；所述速度计算模块(14)输出电机实际转速ω_e到第一加法器(1)和负载力矩辨识滑模观测器(13)中；第一加法器(1)通过电机参考转速ω_ref和电机实际转速ω_e输出误差值Ⅰ到速度环PI调节器(2)；速度环PI调节器(2)输出交轴电流给定第一阶段的值到第二加法器(3)；CLARK变换模块(10)输出静止坐标系下定子两相电流i_α、i_β到PARK逆变换模块(11)；PARK逆变换模块(11)输出实际交轴电流i_q到负载力矩辨识滑模观测器(13)和第四加法器(6)中，并输出实际直轴电流i_d到负载力矩辨识滑模观测器(13)和第三加法器(5)中；负载力矩辨识滑模观测器(13)输出负载力矩观测值T_L到负载力矩辨识值前馈补偿系数单元(4)；负载力矩辨识值前馈补偿系数单元(4)输出交轴电流给定第二阶段值到第二加法器(3)；第二加法器(3)输出最终的交轴电流给定值到第四加法器(6)；第四加法器(6)输出误差值Ⅱ到电流环PI调节器(7)；第三加法器(5)通过直轴电流给定值和实际直轴电流i_d输出误差值Ⅲ到电流环PI调节器(7)；电流环PI调节器(7)输出交轴电压给定和直轴电压给定到PARK变换模块(8)；PARK变换模块(8)输出静止两相坐标系下电压分量U_α、U_β到空间矢量调制模块(9)；空间矢量调制模块(9)输出六路PWM波到整流/三相逆变器模块(16)，整流/三相逆变器模块(16)控制永磁同步电机(17)运行。