CN103401506A - 一种电动车用隐极式混合励磁电机直接转矩控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动车用隐极式混合励磁电机直接转矩控制方法。该方法以混合励磁电机的分区控制策略为基础，采用最大转矩电流比算法在不同运行区域计算定子磁链和励磁电流给定值。根据转矩和磁链给定值与各自反馈值的差值查询开关表选择电压矢量，控制PWM逆变器的开关状态，实现了混合励磁电机直接转矩控制。本发明在保证混合励磁电机基本运行特性的前提下，实现了混合励磁电机的直接转矩控制，简化了控制系统算法，提高了电机转矩响应速度。相比于传统直接转矩控制方法，本发明在不同运行区间，根据最大转矩电流比算法计算定子磁链给定值，减小了电枢电流无功分量，提高了电机的效率和转矩输出能力。

Description

一种电动车用隐极式混合励磁电机直接转矩控制方法

技术领域

本发明涉及一种电动车用隐极式混合励磁电机直接转矩控制方法，属于电机控制技术领域。

背景技术

混合励磁电机(HESM)具有永磁体和电励磁绕组两种励磁源，继承了永磁同步电机效率和功率密度高的优点，相比于永磁同步电机具有更强的磁场调节能力，具有转矩输出能力强和调速范围宽的优点。

目前，混合励磁电机控制普遍采用基于分区策略的矢量控制方法。矢量控制算法复杂且对电机参数有很大的依赖性，电机运行过程中参数的变化会造成较大的误差。直接转矩控制(DTC)是一种高性能的交流电机调速控制策略，是将电机的定子磁链与电磁转矩作为被控量，根据给定转矩、给定磁链与其计算值的误差，并结合定子磁链的位置，直接选择电压矢量。与矢量控制相比，直接转矩控制以转矩为直接控制目标，动态特性好，同时对电机参数依赖小，是一种具有广阔应用前景的控制方法。传统直接转矩控制方法中磁链给定值均为定子磁链额定值，优点是可以充分利用定子铁芯，但轻载时d轴无功电流分量较大，会增加电机电枢电阻的发热量，导致整体效率下降。因此，有必要研究混合励磁电机直接转矩控制方法及其磁链给定方法，保证混合励磁电机具有良好的动态特性和转矩输出能力。

发明内容

发明目的：本发明针对现有技术之不足，提出了一种电动车用隐极式混合励磁电机直接转矩控制方法，提高驱动系统动态特性和转矩输出能力。

技术方案：一种电动车用隐极式混合励磁电机直接转矩控制方法，对隐极式混合励磁电机采用直接转矩控制策略：分别在电机处于低速标准区、低速增磁区、高速弱磁区运行区域时，根据最大转矩电流比算法计算出定子磁链和励磁电流给定值，根据电磁转矩和所述定子磁链给定值与各自反馈值的差，查询开关表获取最优电压矢量控制PWM逆变器，并根据所述励磁电流给定值控制励磁逆变器；

具体包括以下步骤：

步骤1)检测PWM逆变器直流母线电压、隐极式混合励磁电机三相电流、隐极式混合励磁电机实测转速以及转子位置角，得到检测值；根据所述检测值，计算得到隐极式混合励磁电机定子磁链实际值ψ_s和转矩实际值T_e；

步骤2)根据隐极式混合励磁电机的转速和带载情况，根据最大转矩电流比算法计算出电机分别处于低速标准区、低速增磁区、高速弱磁区运行区域时定子磁链给定值ψ_s ^*和励磁电流给定值i_f ^*：

a.低速标准区：

根据所述电机实测转速n和给定转速n′计算得到隐极式混合励磁电机转矩给定值T_e ^*，所述转矩给定值T_e ^*小于额定转矩T_N，励磁电流给定值i_f ^*为0；

根据所述转矩给定值T_e ^*和隐极式混合励磁电机处于低速标准区运行时转矩T_e表达式，计算得到两相旋转坐标系下定子绕组q轴电流i_q；所述转矩T_e表达式为：

$T_e=\frac{3}{2}{\mathrm{pi}}_q{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{pm}};$

其中，p为极对数，i_q为定子绕组q轴电流，ψ_pm为永磁磁链；

将所述定子绕组q轴电流i_q代入隐极式混合励磁电机定子处于低速标准区运行时定子磁链ψ_s表达式，得到定子磁链给定值ψ_s ^*；所述定子磁链ψ_s表达式为：

${\mathrm{\ψ}}_s=\sqrt{{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{pm}}^2+{\left(L_q{i}_q\right)}^2}=\sqrt{{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{pm}}^2+{\left(\frac{2T_e{L}_q}{3p{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{pm}}}\right)}^2};$

其中，L_q为定子绕组q轴电感；

b.低速增磁区：

根据所述电机实测转速n和给定转速n′计算得到隐极式混合励磁电机转矩给定值T_e ^*；所述转矩给定值T_e ^*大于额定转矩T_N，电机需要通入正向励磁电流；

根据隐极式混合励磁电机处于低速增磁区运行时转矩T_e表达式，计算得到增磁励磁电流给定值i_f ^*；所述转矩T_e表达式为：

$T_e=T_N+\frac{3}{2}{\mathrm{pi}}_N{M}_{\mathrm{sf}}{i}_f;$

其中，p为极对数，i_N为定子绕组额定电流，M_sf为励磁绕组与电枢绕组之间的互感，i_f为励磁电流；

将所述增磁励磁电流给定值i_f ^*代入隐极式混合励磁电机定子处于低速增磁区运行时定子磁链ψ_s表达式，得到定子磁链给定值ψ_s ^*；所述定子磁链ψ_s表达式为：

${\mathrm{\ψ}}_s=\sqrt{{({\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{pm}}+M_{\mathrm{sf}}{i}_f)}^2+{\left(L_q{i}_{\mathrm{qN}}\right)}^2}$

其中，ψ_pm为永磁磁链，i_qN为定子绕组q轴额定电流，L_q为定子绕组q轴电感；

c.高速弱磁区：

根据削弱定子磁链来提高电机转速的约束条件，忽略定子电阻R，计算得到定子磁链给定值ψ_s ^*：

所述约束条件为：

U_N＝I_sR+ω_eψ_s

其中，U_N为电机额定电压；ω_e为电机电角速度，I_s为定子绕组电流；

将隐极式混合励磁电机处于高速弱磁区运行时转矩T_e表达式和定子磁链ψ_s表达式联立方程组并求解，得到励磁电流给定值i_f ^*；

其中，所述转矩T_e表达式为：

$T_e=\frac{3}{2}p[{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{pm}}{i}_q+M_{\mathrm{sf}}{i}_f(i_q-i_d)]$

所述定子磁链ψ_s表达式为：

${\mathrm{\ψ}}_s=\sqrt{{({\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{pm}}+M_{\mathrm{sf}}{i}_f)}^2+{\left(L_q{i}_{\mathrm{qN}}\right)}^2}$

所述励磁电流给定值i_f ^*为：

$i_f=\frac{\sqrt{\frac{{\mathrm{\ψ}}_s^2+\sqrt{{\mathrm{\ψ}}_s^2-\frac{16T_e^2{L}_q^2}{9p^2}}}{2}}-{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{pm}}}{M_{\mathrm{sf}}}$

其中，p为极对数，i_q为定子绕组q轴电流，i_d为定子绕组d轴电流，ψ_pm为永磁磁链，M_sf为励磁绕组与电枢绕组之间的互感，i_f为励磁电流，L_q为定子绕组q轴电感，i_qN为定子绕组q轴额定电流；

步骤3)，根据所述步骤2)得到的电机分别处于不同运行区域时的转矩给定值T_e ^*与所述步骤1)得到的转矩实际值T_e的差，以及定子磁链给定值ψ_s ^*与所述步骤1)得到的定子磁链实际值ψ_s的差，查询开关表获取最优电压矢量控制PWM逆变器；同时，根据所述步骤2)得到的电机分别处于不同运行区域时的励磁电流给定值i_f ^*控制励磁逆变器，实现混合励磁电机直接转矩控制。

作为本发明的优选方案，所述步骤1)中，在电机处于低速标准区和低速增磁区运行区域时所述定子磁链实际值ψ_s和转矩实际值T_e采用电流模型计算得到；在电机处于高速弱磁区运行区域时所述定子磁链实际值ψ_s和转矩实际值T_e采用电压模型计算得到。

有益效果：

1.本发明针对隐极式混合励磁电机自身结构特点，实现了隐极式混合励磁电机恒转矩区和恒功率区的直接转矩控制。相比于传统的矢量控制，简化了系统结构，具有响应速度快和精度高的优点。

2.采用电枢电流和励磁电流协调控制的方法，在低速时通入正向励磁电流有效提高了电机的电磁转矩输出能力；高速时通入反向励磁电流调节气隙磁通，获得了较高的弱磁升速能力。在逆变器容量不变的情况下，和传统的利用直轴去磁电流进行弱磁升速的方法相比，能够获得较大的输出转矩和较宽的调速范围。

3.磁链给定值由负载和转速实时计算得出，和传统直接转矩控制方法中磁链给定值为恒定值的方法相比，减少了电枢电流的励磁分量，能够有效减少电枢电阻发热量。

附图说明

图1是混合励磁电机相量图；

图2是混合励磁电机直接转矩控制系统组成框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做更进一步的解释。

本发明的电动车用隐极式混合励磁电机直接转矩控制方法基于的控制系统如图2所示：该控制系统由主电路、检测电路和控制电路组成。主电路由隐极式混合励磁电机、PWM逆变器、电流分配器、励磁调机器、励磁逆变器组成；检测电路由电压、电流传感器和增量式光电编码器构成；控制电路由DSP芯片及其外围电路构成。

一种电动车用隐极式混合励磁电机直接转矩控制方法，对隐极式混合励磁电机采用直接转矩控制策略：分别在电机处于低速标准区、低速增磁区、高速弱磁区运行区域时，根据最大转矩电流比算法计算出定子磁链和励磁电流给定值，根据电磁转矩和所述定子磁链给定值与各自反馈值的差，查询开关表获取最优电压矢量控制PWM逆变器，并根据所述励磁电流给定值控制励磁逆变器；

包括以下具体步骤：

步骤1)，通过电压、电流传感器检测PWM逆变器直流母线电压、隐极式混合励磁电机三相电流；所示直流母线电压以及电机三相电流通过坐标变换得到电压和电流在αβ坐标系中的分量U_α、U_β、i_α和i_β，在电机处于低速标准区和低速增磁区运行区域时所述定子磁链实际值ψ_s和转矩实际值T_e采用电流模型计算得到：

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{\ψ}}_d={\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{pm}}+L_d{i}_d+M_{\mathrm{sf}}{i}_f\\ {\mathrm{\ψ}}_q=L_q{i}_q\\ {\mathrm{\ψ}}_s=\sqrt{{\mathrm{\ψ}}_d^2+{\mathrm{\ψ}}_q^2}\end{array}\right.$

$T_e=\frac{3}{2}p({\mathrm{\ψ}}_d{i}_q-{\mathrm{\ψ}}_q{i}_d)$

式中：ψ_d、ψ_q分别为混合励磁(HESM)电机d、q轴磁链分量，ψ_pm为永磁磁链，L_d、L_q分别为电机d、q轴电感，M_sf为励磁绕组与电枢绕组之间的互感，i_d、i_q分别为定子电流d、q轴电流分量；

在电机处于高速弱磁区运行区域时所述定子磁链实际值ψ_s和转矩实际值T_e采用电压模型计算得到：

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{\α}}=\∫(u_{\mathrm{\α}}-i_{\mathrm{\α}}R)\mathrm{dt}\\ {\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{\β}}=\∫(u_{\mathrm{\β}}-i_{\mathrm{\β}}R)\mathrm{dt}\\ {\mathrm{\ψ}}_s=\sqrt{{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{\α}}^2+{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{\β}}^2}\end{array}\right.$

$T_e=\frac{3}{2}p({\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{\α}}{i}_{\mathrm{\β}}-{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{\β}}{i}_{\mathrm{\α}})$

式中：ψ_α、ψ_β分别为电机磁链在αβ坐标系中的分量，u_α、u_β分别为电机端电压在αβ坐标系中的分量，i_α、i_β分别为电机电枢电流在αβ坐标系中的分量，R为电枢电阻；

通过增量式光电编码器采集隐极式混合励磁电机实测转速以及转子位置角，得到检测值；

步骤2)，根据隐极式混合励磁电机的转速和带载情况，确定电机分别处于低速标准区、低速增磁区、高速弱磁区运行区域时定子磁链给定值ψ_s ^*和励磁电流给定值i_f ^*；电机稳态运行时要保持定子磁链恒定，就必须提供足够的定子电流，此时定子电流不仅要提供有功分量还要保持定子磁链恒定，会产生励磁损耗；因此，磁链比较环节需要采用不同定子磁链给定，减小励磁电流，使得同样的负载转矩下定子电流最小；由于隐极式混合励磁电机d、q轴电感相等，磁阻转矩为零；当id＝0，电枢电流即为最大转矩电流比对应的电流，因而定子磁链计算环节中都采用id＝0的控制策略；

a.低速标准区：

根据电机实测转速n和给定转速n′计算得到隐极式混合励磁电机转矩给定值T_e ^*，具体的，将电机实测转速n和给定转速n′作差后，差值送入PI控制模块经PI调节后得到转矩给定值T_e ^*；由于转矩给定值T_e ^*小于额定转矩T_N，所以励磁电流给定值i_f ^*为0；

根据转矩给定值T_e ^*和隐极式混合励磁电机处于低速标准区运行时转矩T_e表达式，计算得到两相旋转坐标系下定子绕组q轴电流i_q；该转矩T_e表达式为：

$T_e=\frac{3}{2}{\mathrm{pi}}_q{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{pm}};$

其中，p为极对数，i_q为定子绕组q轴电流，ψ_pm为永磁磁链；

将定子绕组q轴电流i_q代入隐极式混合励磁电机定子处于低速标准区运行时定子磁链ψ_s表达式，得到定子磁链给定值ψ_s ^*；该定子磁链ψ_s表达式为：

${\mathrm{\ψ}}_s=\sqrt{{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{pm}}^2+{\left(L_q{i}_q\right)}^2}=\sqrt{{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{pm}}^2+{\left(\frac{2T_e{L}_q}{3p{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{pm}}}\right)}^2};$

其中，L_q为定子绕组q轴电感；

b.低速增磁区：

根据电机实测转速n和给定转速n′计算得到隐极式混合励磁电机转矩给定值T_e ^*；由于转矩给定值T_e ^*大于额定转矩T_N，所以电机需要通入正向励磁电流；

根据隐极式混合励磁电机处于低速增磁区运行时转矩T_e表达式，计算得到增磁励磁电流给定值i_f ^*；根据图1，该转矩T_e表达式为：

$T_e=\frac{3}{2}p[{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{pm}}{i}_q+i_d{i}_q(L_d-L_q)+M_{\mathrm{sf}}{i}_f(i_q-i_d)]=T_N+\frac{3}{2}{\mathrm{pi}}_N{M}_{\mathrm{sf}}{i}_f$

该增磁励磁电流给定值i_f ^*为：

${i_f}^{*}=\frac{T_e-T_N}{\frac{3}{2}{\mathrm{pi}}_{\mathrm{qN}}{M}_{\mathrm{sf}}};$

其中，p为极对数，i_N为定子绕组额定电流，M_sf为励磁绕组与电枢绕组之间的互感，i_f为励磁电流；

将增磁励磁电流给定值i_f ^*代入隐极式混合励磁电机定子处于低速增磁区运行时定子磁链ψ_s表达式，得到定子磁链给定值ψ_s ^*；该定子磁链ψ_s表达式为：

${\mathrm{\ψ}}_s=\sqrt{{({\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{pm}}+M_{\mathrm{sf}}{i}_f)}^2+{\left(L_q{i}_{\mathrm{qN}}\right)}^2}$

其中，ψ_pm为永磁磁链，i_qN为定子绕组q轴额定电流，L_q为定子绕组q轴电感；

c.高速弱磁区：

由于电机转速大于额定转速n_N，所以必须削弱定子磁链来提高电机转速，约束条件如下式所示：

U_N＝I_sR+ω_eψ_s；

其中，U_N为电机额定电压；ω_e为电机电角速度，I_s为定子绕组电流；

忽略定子电阻R，当电角速度为ω_e时，计算得到定子磁链给定值ψ_s ^*：

${{\mathrm{\ψ}}_s}^{*}=\frac{U_N}{{\mathrm{\ω}}_e};$

将隐极式混合励磁电机处于高速弱磁区运行时转矩T_e表达式和定子磁链ψ_s表达式联立方程组并求解，得到励磁电流给定值i_f ^*；

其中，该转矩T_e表达式为：

$T_e=\frac{3}{2}p[{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{pm}}{i}_q+M_{\mathrm{sf}}{i}_f(i_q-i_d)]$

该定子磁链ψ_s表达式为：

${\mathrm{\ψ}}_s=\sqrt{{({\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{pm}}+M_{\mathrm{sf}}{i}_f)}^2+{\left(L_q{i}_{\mathrm{qN}}\right)}^2}$

该励磁电流给定值i_f ^*为：

$i_f=\frac{\sqrt{\frac{{\mathrm{\ψ}}_s^2+\sqrt{{\mathrm{\ψ}}_s^2-\frac{16T_e^2{L}_q^2}{9p^2}}}{2}}-{\mathrm{\ψ}}_{\mathrm{pm}}}{M_{\mathrm{sf}}}$

其中，p为极对数，i_q为定子绕组q轴电流，i_d为定子绕组d轴电流，ψ_pm为永磁磁链，M_sf为励磁绕组与电枢绕组之间的互感，i_f为励磁电流，L_q为定子绕组q轴电感，i_qN为定子绕组q轴额定电流；

步骤3)，根据步骤2)得到的电机分别处于不同运行区域时的转矩给定值T_e ^*与步骤1)得到的转矩实际值T_e的差，以及定子磁链给定值ψ_s ^*与所骤1)得到的定子磁链实际值ψ_s的差，查询开关表获取最优电压矢量控制PWM逆变器；同时，根据步骤2)得到的电机分别处于不同运行区域时的励磁电流给定值i_f ^*，将i_f ^*与励磁电流反馈值比较，得到励磁逆变器的开关控制信号，该励磁逆变器为单相全桥电路。以上步骤实现了混合励磁电机直接转矩控制。

其中，开关表如下表所示：

$\mathrm{\&phi;}=\left\{\begin{array}{cc}1& \mathrm{\&Delta;}{\mathrm{\&psi;}}_s>0\\ 0& \mathrm{\&Delta;}{\mathrm{\&psi;}}_s<0\end{array}\right.$

$\mathrm{\&tau;}=\left\{\begin{array}{cc}1& \mathrm{\&Delta;T}>\mathrm{\&Delta;}{T}_N\\ 0& \left|\mathrm{\&Delta;T}\right|\&le;\mathrm{\&Delta;}{T}_N\\ -1& \mathrm{\&Delta;T}<-\mathrm{\&Delta;}{T}_N\end{array}\right.$

式中：ΔT_N＝5％T_N，φ和τ分别为磁链和转矩差值对应的状态变量。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种电动车用隐极式混合励磁电机直接转矩控制方法，其特征在于，对隐极式混合励磁电机采用直接转矩控制策略：分别在电机处于低速标准区、低速增磁区、高速弱磁区运行区域时，根据最大转矩电流比算法计算出定子磁链和励磁电流给定值，根据电磁转矩和所述定子磁链给定值与各自反馈值的差，查询开关表获取最优电压矢量控制PWM逆变器，并根据所述励磁电流给定值控制励磁逆变器；

具体包括以下步骤：

步骤1)检测PWM逆变器直流母线电压、隐极式混合励磁电机三相电流、隐极式混合励磁电机实测转速以及转子位置角，得到检测值；根据所述检测值，计算得到隐极式混合励磁电机定子磁链实际值ψ_s和转矩实际值T_e；

步骤2)根据隐极式混合励磁电机的转速和带载情况，根据最大转矩电流比算法计算出电机分别处于低速标准区、低速增磁区、高速弱磁区运行区域时定子磁链给定值ψ_s ^*和励磁电流给定值i_f ^*：

a.低速标准区：

根据所述电机实测转速n和给定转速n′计算得到隐极式混合励磁电机转矩给定值T_e ^*，所述转矩给定值T_e ^*小于额定转矩T_N，励磁电流给定值i_f ^*为0；

根据所述转矩给定值T_e ^*和隐极式混合励磁电机处于低速标准区运行时转矩T_e表达式，计算得到两相旋转坐标系下定子绕组q轴电流i_q；所述转矩T_e表达式为：

$T_e=\frac{3}{2}{\mathrm{pi}}_q{\mathrm{\&psi;}}_{\mathrm{pm}};$

其中，p为极对数，i_q为定子绕组q轴电流，ψ_pm为永磁磁链；

将所述定子绕组q轴电流i_q代入隐极式混合励磁电机定子处于低速标准区运行时定子磁链ψ_s表达式，得到定子磁链给定值ψ_s ^*；所述定子磁链ψ_s表达式为：

${\mathrm{\&psi;}}_s=\sqrt{{\mathrm{\&psi;}}_{\mathrm{pm}}^2+{\left(L_q{i}_q\right)}^2}=\sqrt{{\mathrm{\&psi;}}_{\mathrm{pm}}^2+{\left(\frac{2T_e{L}_q}{3p{\mathrm{\&psi;}}_{\mathrm{pm}}}\right)}^2};$

其中，L_q为定子绕组q轴电感；

b.低速增磁区：

根据所述电机实测转速n和给定转速n′计算得到隐极式混合励磁电机转矩给定值T_e ^*；所述转矩给定值T_e ^*大于额定转矩T_N，电机需要通入正向励磁电流；

根据隐极式混合励磁电机处于低速增磁区运行时转矩T_e表达式，计算得到增磁励磁电流给定值i_f ^*；所述转矩T_e表达式为：

$T_e=T_N+\frac{3}{2}{\mathrm{pi}}_N{M}_{\mathrm{sf}}{i}_f;$

其中，p为极对数，i_N为定子绕组额定电流，M_sf为励磁绕组与电枢绕组之间的互感，i_f为励磁电流；

将所述增磁励磁电流给定值i_f ^*代入隐极式混合励磁电机定子处于低速增磁区运行时定子磁链ψ_s表达式，得到定子磁链给定值ψ_s ^*；所述定子磁链ψ_s表达式为：

${\mathrm{\&psi;}}_s=\sqrt{{({\mathrm{\&psi;}}_{\mathrm{pm}}+M_{\mathrm{sf}}{i}_f)}^2+{\left(L_q{i}_{\mathrm{qN}}\right)}^2}$

其中，ψ_pm为永磁磁链，i_qN为定子绕组q轴额定电流，L_q为定子绕组q轴电感；

c.高速弱磁区：

根据削弱定子磁链来提高电机转速的约束条件，忽略定子电阻R，计算得到定子磁链给定值ψ_s ^*：

所述约束条件为：

U_N＝I_sR+ω_eψ_s

其中，U_N为电机额定电压；ω_e为电机电角速度，I_s为定子绕组电流；

将隐极式混合励磁电机处于高速弱磁区运行时转矩T_e表达式和定子磁链ψ_s表达式联立方程组并求解，得到励磁电流给定值i_f ^*；

其中，所述转矩T_e表达式为：

$T_e=\frac{3}{2}p[{\mathrm{\&psi;}}_{\mathrm{pm}}{i}_q+M_{\mathrm{sf}}{i}_f(i_q-i_d)]$

所述定子磁链ψ_s表达式为：

${\mathrm{\&psi;}}_s=\sqrt{{({\mathrm{\&psi;}}_{\mathrm{pm}}+M_{\mathrm{sf}}{i}_f)}^2+{\left(L_q{i}_{\mathrm{qN}}\right)}^2}$

所述励磁电流给定值i_f ^*为：

$i_f=\frac{\sqrt{\frac{{\mathrm{\&psi;}}_s^2+\sqrt{{\mathrm{\&psi;}}_s^2-\frac{16T_e^2{L}_q^2}{9p^2}}}{2}}-{\mathrm{\&psi;}}_{\mathrm{pm}}}{M_{\mathrm{sf}}}$

其中，p为极对数，i_q为定子绕组q轴电流，i_d为定子绕组d轴电流，ψ_pm为永磁磁链，M_sf为励磁绕组与电枢绕组之间的互感，i_f为励磁电流，L_q为定子绕组q轴电感，i_qN为定子绕组q轴额定电流；

步骤3)，根据所述步骤2)得到的电机分别处于不同运行区域时的转矩给定值T_e ^*与所述步骤1)得到的转矩实际值T_e的差，以及定子磁链给定值ψ_s ^*与所述步骤1)得到的定子磁链实际值ψ_s的差，查询开关表获取最优电压矢量控制PWM逆变器；同时，根据所述步骤2)得到的电机分别处于不同运行区域时的励磁电流给定值i_f ^*控制励磁逆变器，实现混合励磁电机直接转矩控制。

2.根据权利要求1所述的一种电动车用隐极式混合励磁电机直接转矩控制方法，其特征在于：所述步骤1)中，在电机处于低速标准区和低速增磁区运行区域时所述定子磁链实际值ψ_s和转矩实际值T_e采用电流模型计算得到；在电机处于高速弱磁区运行区域时所述定子磁链实际值ψ_s和转矩实际值T_e采用电压模型计算得到。

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