CN104135202A - 永磁同步电机弱磁控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于永磁同步电机矢量控制技术领域，由给定电机转速ω*_r和电机转速ω_rPI调节得到控制总电流经最大转矩电流比MTPA控制获得d轴的基本给定电流由电流传感器检测得到d、q轴电流反馈i_sd、i_sq，q轴的给定电流q轴电流反馈i_sq通过弱磁控制模块获得d轴的调节给定电流d轴的给定电流d、q轴电流经解耦控制并输出电压控制逆变器SVPWM获得三相交流电，驱动永磁同步电机。本发明通过对q轴电流给定和q轴电流反馈i_sq的PI调节，获得d轴的调节给定电流实现永磁同步电机的最优化弱磁，易于理解，而且容易实现，控制成本低，弱磁控制效果好。

Description

永磁同步电机弱磁控制方法

技术领域

本发明属于电机矢量控制技术领域，特别是一种永磁同步电机弱磁控制方法。

背景技术

永磁同步电机具有功率密度高，高效节能等优点，工业传动系统不仅要求输出转矩大，而且还要求有较宽的调速范围，这就要求具有较强的弱磁性能，因此对弱磁控制永磁同步电机来说有着非常重要意义。现有技术是采用复杂的算法进行弱磁控制，或者采用相对简单的电压反馈进行弱磁，控制成本高，或者弱磁控制效果不佳。

发明内容

本发明的目的是提供一种控制成本低、弱磁控制效果好的永磁同步电机弱磁控制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：永磁同步电机弱磁控制方法，包括由旋转变压器RDC及其解码芯片获得转子位置角θ，通过微分得电机转速ω_r，由速度环对给定电机转速ω*_r和电机转速ω_rPI调节得到控制总电流控制总电流经最大转矩电流比MTPA控制获得d轴的基本给定电流由电流传感器检测得到定子电流i_a、i_b，然后分别通过坐标变换得到d轴电流反馈i_sd和q轴电流反馈i_sq，q轴的给定电流输入至解耦控制模块；q轴电流反馈i_sq通过弱磁控制模块获得d轴的调节给定电流d轴的给定电流解耦控制模块完成d、q轴电流的解耦控制并输出电压控制空间矢量PWM逆变器SVPWM获得三相交流电，驱动永磁同步电机。

更进一步是：所述坐标变换是3相静止坐标系到2相静止坐标系变换3s/2s，2相静止坐标系到2相旋转坐标系变换2s/2r。所述弱磁控制模块是通过对所述q轴给定电流和所述q轴电流反馈i_sq的PI调节，获得d轴的调节给定电流

本发明的积极效果：

本发明永磁同步电机弱磁控制方法，通过对q轴电流给定和q轴电流反馈i_sq的PI调节，获得d轴的调节给定电流实现永磁同步电机的最优化弱磁，该方法易于理解，而且容易实现，控制成本低，弱磁控制效果好。

附图说明

图1是本发明永磁同步电机弱磁控制方法矢量控制框图。

图2是本发明永磁同步电机弱磁控制原理框图。

图中所用符号：

—给定总电流，—d轴的基本给定电流，—d轴的调节给定电流，—d轴给定电流，—q轴给定电流，i_sd—d轴反馈电流，i_sq—q轴反馈电流，i_a—a相电流，i_b—b相电流，u_sd—d轴电压，u_sq—q轴电压，ω_r—转子电角速度，ω*_r—给定电机转速，θ—转子位置角，V_dc—直流母线电压，RDC—旋转变压器，PMSM—永磁同步电机，SVPWM—空间矢量PWM逆变器，3s/2s—3相静止坐标系到2相静止坐标系变换，2s/2r—2相静止坐标系到2相旋转坐标系变换。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

实施例：本发明的步骤就是如图1所示的矢量控制框图。当逆变器能够提供的电压接近极限时，q轴电流无法得到快速响应，即q轴电流不能被调节，q轴电流反馈i_sq与q轴电流给定差值快速增大。利用这个原理，提出了一种弱磁控制方法。如图1所示，由旋转变压器RDC及其解码芯片获得转子位置角θ，通过微分得电机转速ω_r，由速度环对给定电机转速ω*_r和电机转速ω_rPI调节得到控制总电流控制总电流经最大转矩电流比MTPA控制获得d轴的基本给定电流由电流传感器检测得到定子电流i_a、i_b，然后分别通过坐标变换(3s/2s、2s/2r)得到d轴电流反馈i_sd和q轴电流反馈i_sq，q轴的给定电流输入至解耦控制模块。q轴电流反馈i_sq通过弱磁控制模块获得d轴的调节给定电流d轴的给定电流解耦控制模块完成d、q轴给定电流、转子位置角θ、d轴电流反馈i_sd和q轴电流反馈i_sq的解耦控制并输出电压控制空间矢量PWM逆变器SVPWM获得三相交流电，驱动永磁同步电机。坐标变换是3相静止坐标系到2相静止坐标系变换3s/2s，2相静止坐标系到2相旋转坐标系变换2s/2r。

为了更好地显示本发明弱磁控制方法，如图2所示，由图2可以看出，通过对q轴电流给定和q轴电流反馈i_sq的PI调节，获得d轴的调节给定电流

本发明永磁同步电机弱磁控制方法，每个参数的明确定义已经说明，对不同的永磁同步电机，它的取值是不一样的。这里本发明主要是发明了一种永磁同步电机弱磁控制方法，适应于任何永磁同步电机，因此，这些参数是没有确切的取值，这与不同的永磁同步电机有关。采用本发明永磁同步电机弱磁控制方法，成功应用于对30kW、50kW永磁同步电机进行驱动。

Claims (3)

1.一种永磁同步电机弱磁控制方法，包括由旋转变压器RDC及其解码芯片获得转子位置角θ，通过微分得电机转速ω_r，由速度环对给定电机转速ω*_r和电机转速ω_rPI调节得到控制总电流其特征是：

控制总电流经最大转矩电流比MTPA控制获得d轴的基本给定电流

由电流传感器检测得到定子电流i_a、i_b，然后分别通过坐标变换得到d轴电流反馈i_sd和q轴电流反馈i_sq，q轴的给定电流输入至解耦控制模块；

q轴电流反馈i_sq通过弱磁控制模块获得d轴的调节给定电流d轴的给定电流 $i_{\mathrm{sd}}^{*}=i_{\mathrm{sd}1}^{*}+{\mathrm{\Δi}}_{\mathrm{sd}}^{*};$

解耦控制模块完成d、q轴电流的解耦控制并输出电压控制空间矢量PWM逆变器SVPWM获得三相交流电，驱动永磁同步电机。

2.根据权利要求1所述永磁同步电机弱磁控制方法，其特征在于：所述坐标变换是3相静止坐标系到2相静止坐标系变换3s/2s，2相静止坐标系到2相旋转坐标系变换2s/2r。

3.根据权利要求1所述永磁同步电机弱磁控制方法，其特征在于：所述弱磁控制模块是通过对所述q轴给定电流和所述q轴电流反馈i_sq的PI调节，获得d轴的调节给定电流