[发明专利]一种改进电流环的永磁同步电机控制方法

摘要

本发明公开了一种改进电流环的永磁同步电机控制方法，计算确定永磁同步电机q轴电流指令值；将电机定子端三相电流信号转换为旋转两相dq坐标轴系下的电流信号；确定不同开关状态下的电机定子dq轴电流变化率：计算确定零矢量和有效电压矢量的作用时间：确定定子电流预测值：确定使约束函数取得最小值的驱动变换器abc三相开关状态：将得到的开关状态输送至永磁同步电机驱动变换器以驱动永磁同步电机。本发明实现了在较低的开关频率条件下，获得与传统矢量控制相同的稳态性能和更好的动态性能的控制目标，降低了永磁同步电机驱动变换器的损耗，提高了驱动变换器的效率和可靠性。

主权项

1.一种改进电流环的永磁同步电机控制方法，其特征在于：本方法涉及对永磁同步电机驱动变换器的控制；具体控制步骤如下，1)采集永磁同步电机定子端三相电流信号isabc、电机转速ω及直流母线电压udc；2)将永磁同步电机转速指令值ω^*和对应的反馈量ω之差送至驱动变换器q轴电流指令值计算模块，按照下式确定永磁同步电机q轴电流指令值式中，kp和τi分别为q轴电流指令值计算模块PI调节器的比例系数和积分时间常数；3)将电机转速ω积分得到电机转子转角θ，采用转子磁场定向的方法，利用θ将步骤1)采集得到的电机定子端三相电流信号isabc经过静止三相abc坐标轴系到旋转两相dq坐标轴系的坐标变换，转换为旋转两相dq坐标轴系下的电流信号isd、isq；4)将电压矢量和步骤3)得到的电机电流信号isd、isq输入电机定子电流变化率计算模块，按照下式确定永磁同步电机驱动变换器不同开关状态下的电机定子dq轴电流变化率Δsd_ij、Δsq_ij：式中，R_s为永磁同步电机定子电阻，L_sd、L_sq为永磁同步电机定子dq轴电感参数，Ψ_f为永磁体磁链，为当前时刻永磁同步电机dq轴定子电流，ω^k是当前时刻的永磁同步电机转速，u_{sd_ij}、u_{sq_ij}为永磁同步电机dq轴定子电压，i＝0,1,2代表零电压矢量和有效电压矢量，j＝1,2…6代表6组电压矢量扇区；5)将永磁同步电机d轴电流指令值和步骤2)、步骤4)得到的永磁同步电机q轴电流指令值电机定子dq轴电流变化率Δ_{sd_ij}、Δ_{sq_ij}输送至电压矢量作用时间计算模块，由下式确定零矢量和有效电压矢量的作用时间t_0j、t_1j、t_2j：式中，Ts为永磁同步电机驱动变换器的控制周期；6)将步骤5)中计算得到的电压矢量作用时间t_0j、t_1j、t_2j及对应的dq轴电流变化率Δ_{sd_ij}、Δ_{sq_ij}输入电流预测值计算模块，由下式确定定子电流预测值7)将永磁同步电机dq轴电流指令值步骤6)得到的电机定子电流预测值及驱动变换器当前控制周期的abc三相开关状态输入电压矢量选择模块，按下式选择使约束函数取得最小值的驱动变换器abc三相开关状态式中，λ为开关频率的加权因子，为电压矢量决定的下一周期驱动变换器abc三相的开关状态；8)将步骤7)得到的开关状态输送至永磁同步电机驱动变换器以驱动永磁同步电机。