[发明专利]一种基于磁链误差矢量法的SVM‑DTC电机控制算法

摘要

本发明公开了一种基于磁链误差矢量法的SVM‑DTC电机控制算法，属于电机调速领域控制算法的研究。本发明是在基于空间矢量的直接转矩控制SVM‑DTC的基础上提出的一种简化的基于磁链误差矢量法的SVM‑DTC算法，主要针对原有的SVM‑DTC控制系统通过计算磁链误差来计算电压矢量的复杂性这一问题提出，在计算参考电压矢量时，本发明将磁链和转矩误差分别经过PI调节后直接获得了电压矢量的相角和幅值，省去了原有的SVM‑DTC中对磁链误差和电压分量计算模块，实现了SVM‑DTC的结构简单性，也可以提高控制系统快速性，实时观测转矩角，以保证电动机的稳定运行。

主权项

一种基于磁链误差矢量法的SVM‑DTC电机控制算法，该方法简化了原有的SVM‑DTC算法，保留了传统DTC简单性优点，包括以下步骤：1)定子磁链误差经过PI调节可以获得电压矢量相角静止坐标系下定子磁链方程为Us，Rs，is为定子电压向量、电阻和电流；由于定子磁链与电压矢量之间的积分关系，使得两者在空间上相互垂直，改变电压矢量的幅值可以使定子磁链转速发生变化，从而引起转矩角或转矩的变化，通过改变电压矢量方向来实现对磁链幅值的改变，即电压矢量相角与定子磁链幅值成比例关系；参考电压矢量的相角可直接由磁链经过PI调节后获得；电压矢量相角公式可以表示为式中，Mp，Mi分别为比例和积分系数，θ(k)为磁链位置角；2)转矩误差经PI调节可以获得电压矢量幅值在转子旋转dq坐标系下，SVM‑DTC原始方案中，PMSM电磁转矩由磁链和转矩角计算而得，电磁转矩计算公式如下其中，为定子磁链向量，为转子永磁体大小，Te是电磁转矩，Lq，Ld分别为定子直轴和交轴电感，δ是定子磁链和转子磁链之间的电磁角度，即转矩角；根据电机实际运行过程可知，改变转矩角或转矩的最快最有效的方法是调节定子磁链垂直方向的电压矢量的幅值，根据前面的推论，定子磁链垂直方向的电压矢量幅值即为合成电压矢量的幅值，即电压矢量幅值与电磁转矩成比例，参考电压矢量的幅值可直接由转矩经过PI调节后获得，电压矢量幅值计算公式可以表示为||U(k)||=Kp(Te*(k)-Te(k))+Ki*ΣT(Te*(k)-Te(k))]]>其中，Kp，Ki分别为比例和积分系数，为电磁转矩参考值。