[发明专利]一种提高小容量直流母线电容电压暂态稳定性的永磁同步电机控制算法

摘要

本发明公开了一种提高小容量直流母线电容电压暂态稳定性的永磁同步电机控制算法，根据直流母线电压与电网电压绝对值的差值大小，调整电机直轴电流给定分量，提高直流母线电压的暂态稳定性，降低电网输入电流的畸变率。使用小容量薄膜电容代替功率因数校正电路，延长整个系统寿命，但薄膜电容容值小，电容电压易受电机反电动势的影响，导致电网输入电流畸变率大等一系列问题，为此，本发明根据直流母线电压与电网电压绝对值的差值来调整直轴电流给定分量，电流控制器采用内模控制器或者重复控制器或者PR控制器，实现电机的交直轴电流对周期给定信号的快速跟踪。

主权项

1.一种提高小容量直流母线电容电压暂态稳定性的永磁同步电机控制算法，其特征在于，包括以下步骤：(1)，通过编码器或者霍尔位置传感器得出当前的电机转子位置角θ，并计算电机转子的实际转速ω；再将电机转子的实际转速ω通过负反馈，与给定转速ω*构成转速外环，二者相减得到转速偏差信号Δω，该转速偏差信号经速度调节器后的输出信号作为电机转矩给定值T**；(2)，将步骤(1)中的电机转矩给定值T^**经过低通滤波器或进行傅里叶分解，得到转矩给定值T^**的直流分量作为转矩给定值T^*；将电机转子的实际转速ω、直流母线电压V_dc、电网实时电压V_s、电网电流幅值I_in以及小容量薄膜电容电流的幅值I_dc输入到交直轴参考电流发生器，所述交直轴参考电流发生器包括最大转矩电流比模块，得出弱磁控制下的交轴参考电流的直流分量以及直轴参考电流的直流分量交轴电流给定值为其中θ_grid为电网电压相角，θ_q为交轴参考电流修正角度，θ_q根据下式得到：直流母线电压V_dc与电网电压绝对值|V_s|做差值计算得到Δv，Δv经过查找表方式到电机的直轴电流给定调整系数k，系数k值由实验对其进行不断的修正，电机的直轴电流给定值为(3)，利用电流互感器采集逆变器的相电流i_a和i_b，经abc/αβ变换得到在两相静止坐标系下的α、β轴电流i_α与i_β，再经αβ/dq变换得到两相旋转坐标系下的交轴电流i_q和直轴电流i_d；将所述交轴电流i_q与步骤(2)得到交轴电流给定值比较后，经过电流调节器得到交轴电压将所述直轴电流i_d和步骤(2)得到的直轴电流给定值比较后，再经电流调节器得到直轴电压(4)，将步骤(3)中得到两相旋转坐标系下的交轴电压信号和直轴电压信号输入到前馈解耦控制器中，根据公式得到交轴参考电压根据公式得到直轴参考电压其中，ω_re为电机当前的角速度，L_d为同步坐标系下电机直轴电感，L_q为同步坐标系下电机交轴电感，ψ_a为电机永磁磁链；(5)，将得到的交轴参考电压信号和直轴参考电压信号以及电机当前转子位置角θ信号输给dq/αβ单元，输出两相静止坐标系下αβ轴两相电压信号和将两相电压信号和以及直流母线电压V_dc输入到SVPWM单元中，SVPWM给出六路脉冲调制信号来控制三相电压型逆变器功率管的导通与关断。