CN110474584B - 一种大功率永磁同步电机在方波下的高性能控制策略 - Google Patents

一种大功率永磁同步电机在方波下的高性能控制策略 Download PDF

Info

Publication number
CN110474584B
CN110474584B CN201910739039.8A CN201910739039A CN110474584B CN 110474584 B CN110474584 B CN 110474584B CN 201910739039 A CN201910739039 A CN 201910739039A CN 110474584 B CN110474584 B CN 110474584B
Authority
CN
China
Prior art keywords
permanent magnet
axis current
voltage
value
synchronous motor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910739039.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110474584A (zh
Inventor
周明磊
王琛琛
张梓绥
王剑
郭希铮
陈未敏
张宸玮
游小杰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Jiaotong University
Original Assignee
Beijing Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Jiaotong University filed Critical Beijing Jiaotong University
Priority to CN201910739039.8A priority Critical patent/CN110474584B/zh
Publication of CN110474584A publication Critical patent/CN110474584A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110474584B publication Critical patent/CN110474584B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/0003—Control strategies in general, e.g. linear type, e.g. P, PI, PID, using robust control
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
    • H02P27/08—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters with pulse width modulation
    • H02P27/12—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters with pulse width modulation pulsing by guiding the flux vector, current vector or voltage vector on a circle or a closed curve, e.g. for direct torque control

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

本发明涉及大功率永磁同步电机在方波下的高性能控制策略，包括1：根据直流母线电压计算最大输出电压；2：给定期望的转矩指令，得到MTPA下的d轴电流指令值；3：利用电压外环控制器得到修正的d轴电流指令值；4：利用转矩公式得到q轴电流指令值；5：计算d，q轴新的前馈电压值，用于下个周期的计算；6：计算前馈电压相角值；7：利用q轴电流调节器得到补偿的前馈电压相角值；8：利用d轴电流调节器得到补偿的永磁体磁链，用于下个周期的计算；9：利用转矩闭环调节器得到补偿的q轴电感，用于下个周期的计算；10：将最大输出电压和补偿的前馈电压相角值输入脉冲发生模块，驱动永磁同步电机运行，实现对永磁同步电机的控制。

Description

一种大功率永磁同步电机在方波下的高性能控制策略
技术领域
本发明涉及牵引电机控制领域，具体说是一种大功率永磁同步电机在方波下的高性能控制策略。
背景技术
在大功率牵引传动系统中，为了降低逆变器的开关频率，充分利用直流母线电压，永磁同步电机在进入弱磁区后通常运行于方波工况，方波下的三相电压波形如图1所示。方波下电机电压幅值固定不可调，只能对电压相角进行控制，传统的基于双电流调节器的矢量控制会出现两电流调节器的冲突以及饱和现象，难以应用于方波工况。因此，需要针对方波工况提出合适的控制策略。
目前，永磁电机在方波下常用的控制策略为电流开环控制策略，即去掉传统矢量控制中的双电流调节器，如图2所示，完全通过前馈电压方程计算得到电压指令。但该方法由于缺少了电流环，电流动态响应速度慢，并且无法对电流轨迹进行规划以规避不稳定点；同时由于电压指令完全由前馈计算而来，对参数的敏感性极高，当实际系统参数发生变化后，难以完成精准控制。第201710409028.4号中国发明专利公开了一种高速列车异步牵引电机方波单环弱磁控制方法，通过在方波下加入单电流环提高转矩的动态响应速度，但是该方法针对异步电机，对于永磁电机并不能完全适用。
发明内容
针对现有技术中电流动态响应速度慢以及参数敏感性高的问题，在传统方波控制策略基础上，本发明提出了一种大功率永磁同步电机在方波下的高性能控制策略。主要目的有以下两点：
1.实现方波下d，q轴电流闭环控制，从而提高d，q轴电流的动态响应速度，实现对电流轨迹的规划从而避免不稳定工作点；
2.对电压相角值，q轴电感以及永磁体磁链进行在线实时补偿，降低系统参数敏感性，实现方波工况下永磁同步电机的高性能控制。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
一种大功率永磁同步电机在方波下的高性能控制策略，包括以下步骤：
步骤1：根据直流母线电压udc计算得到逆变器的最大输出电压usmax；
步骤2：给定期望的转矩指令
Figure BDA0002163274680000021
利用MTPA曲线得到MTPA下的d轴电流指令值id,mtpa；
步骤3：利用上一个计算周期得到的d，q轴前馈电压值
Figure BDA0002163274680000022
计算得到前馈电压幅值
Figure BDA0002163274680000023
将
Figure BDA0002163274680000024
与最大输出电压usmax做差，差值作为电压外环控制器的输入，输出为步骤2中得到的d轴电流指令值id,mtpa的补偿量△id，将通过电压外环调节得到的△id加到id,mtpa上，从而得到修正的d轴电流指令值
Figure BDA0002163274680000025
步骤4：利用转矩公式，由修正的d轴电流指令值
Figure BDA0002163274680000026
计算得到q轴电流指令值
Figure BDA0002163274680000031
步骤5：根据得到的d，q轴电流指令值
Figure BDA0002163274680000032
计算出d，q轴新的前馈电压值
Figure BDA0002163274680000033
并更新
Figure BDA0002163274680000034
用于下个计算周期中步骤3的计算；
步骤6：用步骤5中计算得到的d，q轴新的前馈电压值
Figure BDA0002163274680000035
计算得到前馈电压相角值ηfw；
步骤7：通过三相电流实际值ia，ib，ic和转子位置θ，计算得到同步旋转坐标系下d，q轴电流反馈值id和iq；
将步骤4得到的q轴电流指令值
Figure BDA0002163274680000038
与q轴电流反馈值iq做差，输入q轴电流调节器对q轴电流进行闭环控制，q轴电流调节器输出为前馈电压相角值的补偿量△η，将其补偿到步骤6中计算得到的前馈电压相角值ηfw上，得到经过补偿的前馈电压相角值ηu；实现对q轴电流指令值
Figure BDA0002163274680000039
的无静差跟踪，同时补偿了控制中数字延时对控制性能的影响；
步骤8：将步骤3中得到的d轴电流指令值
Figure BDA00021632746800000310
与d轴电流反馈值id做差，差值输入d轴电流调节器，d轴电流调节器的输出为永磁体磁链的补偿量△ψf，将其补偿到永磁体磁链ψf上，得到补偿后的永磁体磁链
Figure BDA00021632746800000311
将
Figure BDA00021632746800000312
赋值给
Figure BDA00021632746800000313
用于下一个计算周期中步骤4和步骤5的计算；
步骤9：通过功率模型观测电机实际转矩Te；转矩指令
Figure BDA00021632746800000314
与实际转矩Te的差值作为转矩闭环调节器的输入，转矩闭环调节器的输出为q轴电感的补偿量△Lq，将其补偿到q轴电感Lq上，得到补偿后的q轴电感
Figure BDA0002163274680000046
将
Figure BDA0002163274680000047
赋值给
Figure BDA0002163274680000048
用于下一个计算周期中步骤4和步骤5的计算；
步骤10：将最大输出电压usmax和步骤7中经过补偿的前馈电压相角值ηu输入到脉冲发生模块发出逆变器驱动脉冲，驱动永磁同步电机运行，实现对永磁同步电机的控制。
步骤1中，最大输出电压usmax的计算公式如下：
Figure BDA0002163274680000041
步骤3中，前馈电压幅值
Figure BDA0002163274680000049
的计算公式如下：
Figure BDA0002163274680000042
Figure BDA00021632746800000410
在首个计算周期的初始值通过q轴电感的初始值Lq和永磁体磁链的初始值ψf计算得到；
△id的计算公式如下：
Figure BDA0002163274680000043
公式(3)中KPu和KIu分别为电压外环控制器的比例系数和积分系数；修正的d轴电流指令值
Figure BDA00021632746800000411
的计算公式如下：
Figure BDA0002163274680000044
步骤4中，q轴电流指令值
Figure BDA00021632746800000412
的计算公式如下：
Figure BDA0002163274680000045
式中NP为永磁同步电机的极对数，Ld为永磁同步电机的d轴电感，
Figure BDA00021632746800000413
为：永磁同步电机上一个计算周期经过补偿之后的q轴电感，
Figure BDA0002163274680000056
为：永磁同步电机上一个计算周期经过补偿之后的永磁体磁链；
Figure BDA0002163274680000057
和
Figure BDA0002163274680000058
在首个计算周期的初始值Lq和ψf通过外部输入预先设定。
步骤5中，d，q轴新的前馈电压值
Figure BDA0002163274680000059
的计算公式如下：
Figure BDA0002163274680000051
式中ω为电机角速度。
步骤6中，前馈电压相角值ηfw的计算公式如下：
Figure BDA0002163274680000052
步骤7中，d，q轴电流反馈值id和iq的计算公式如下：
Figure BDA0002163274680000053
前馈电压相角值的补偿量△η的计算公式如下：
Figure BDA0002163274680000054
式中KPq，KIq分别为q轴电流环的比例系数和积分系数；
补偿的前馈电压相角值ηu的计算公式如下：
ηu＝ηfw+△η (10)
对ηfw进行补偿之后，电机电压指令表示为：
Figure BDA0002163274680000055
其中“*”代表乘号。
步骤8中，永磁体磁链的补偿量△ψf的计算公式如下：
Figure BDA0002163274680000061
其中KPd，KId分别为d轴电流环的比例系数和积分系数；
补偿后的永磁体磁链
Figure BDA0002163274680000067
的计算公式如下：
Figure BDA0002163274680000062
其中ψf为永磁体磁链的初始值，通过外部输入预先设定。
步骤9中，实际转矩Te通过公式(14)计算而来：
Figure BDA0002163274680000063
其中中Pe为电机电磁功率，具体计算公式如下：
Pe＝uaia+ubib+ucic (15)
公中ia，ib，ic为采样得到的三相电流；ua，ub，uc为三相电压，计算公式如下：
Figure BDA0002163274680000064
步骤9中，q轴电感的补偿量△Lq的计算公式如下：
Figure BDA0002163274680000065
式中KPT，KIT分别为转矩闭环的比例系数和积分系数；经过补偿的q轴电感
Figure BDA0002163274680000068
的计算公式如下：
Figure BDA0002163274680000066
Lq为q轴电感的初始值，通过外部输入预先设定。
本发明的有益效果：
本发明针对大功率永磁同步电机在方波下的高性能控制，分别通过q轴电流调节器，d轴电流调节器和转矩闭环调节器三个闭环调节器实现了对电压相角值，永磁体磁链，q轴电感的在线补偿和校正，可以保证任意电机参数不准以及控制中存在数字延时对电机输出转矩的精确控制。特别适用于轨道交通牵引传动系统等需要对电机输出转矩进行直接控制的场合。
附图说明
本发明有如下附图：
图1方波下的三相电压波形图。
图2传统的永磁同步电机方波控制策略框图。
图3本发明的大功率永磁同步电机在方波下的高性能控制策略框图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图3所示，本发明所述的一种大功率永磁同步电机在方波下的高性能控制策略，包括如下步骤：
一.电流和电压指令生成环节；
步骤1：通过AD采样可得到直流侧母线电压udc，图1为方波下三相逆变器输出的三相电压波形，此时逆变器输出基波电压幅值达到最大，最大输出电压usmax如公式(1)所示：
Figure BDA0002163274680000081
步骤2：给定期望的转矩指令
Figure BDA0002163274680000086
利用永磁电机MTPA(即最大转矩电流比)曲线计算得到MTPA下的d轴电流指令值id,mtpa；
步骤3：利用上一个计算周期得到的d，q轴前馈电压值
Figure BDA0002163274680000087
计算得到前馈电压幅值
Figure BDA0002163274680000088
如下式所示：
Figure BDA0002163274680000082
Figure BDA0002163274680000089
在首个计算周期的初始值通过q轴电感的初始值Lq和永磁体磁链的初始值ψf计算得到。
将
Figure BDA00021632746800000810
与最大输出电压usmax做差，差值作为电压外环控制器的输入，输出为步骤2中得到的d轴电流指令值id,mtpa的补偿量△id。
Figure BDA0002163274680000083
公式(3)中KPu和KIu分别为电压外环控制器的比例系数和积分系数。如果前馈电压幅值
Figure BDA00021632746800000811
大于usmax，则继续进行调节，直到二者相等,通过该闭环调节可以保证前馈电压幅值
Figure BDA00021632746800000812
始终保持为usmax。将得到的△id加到id,mtpa上，从而得到实际用于方波控制的修正的d轴电流指令值
Figure BDA00021632746800000813
Figure BDA0002163274680000084
步骤4：利用转矩公式和d轴电流指令值
Figure BDA00021632746800000814
计算得到q轴电流指令值
Figure BDA00021632746800000815
Figure BDA0002163274680000085
公式(5)中NP为永磁同步电机的极对数，Ld为永磁同步电机的d轴电感，
Figure BDA0002163274680000094
为：永磁同步电机上一个计算周期经过补偿之后的q轴电感，
Figure BDA0002163274680000095
为：永磁同步电机上一个计算周期经过补偿之后的永磁体磁链；
Figure BDA0002163274680000096
和
Figure BDA0002163274680000097
在首个计算周期的初始值Lq和ψf通过外部输入预先设定。
步骤5：根据已得到的d，q轴电流指令值
Figure BDA0002163274680000098
计算出d，q轴新的前馈电压值
Figure BDA0002163274680000099
Figure BDA0002163274680000091
公式(6)中ω为电机角速度；将计算得到的d，q轴前馈电压值
Figure BDA00021632746800000910
Figure BDA00021632746800000911
分别赋值给
Figure BDA00021632746800000912
用于下一个计算周期步骤3中前馈电压幅值的计算。
步骤6：用d，q轴新的前馈电压值
Figure BDA00021632746800000913
计算得到前馈电压相角值ηfw：
Figure BDA0002163274680000092
二.q轴电流闭环调节
步骤7：通过AD采样采集三相电流实际值ia，ib，ic，通过位置传感器测量得到转子位置θ，通过下面的公式可以得到同步旋转坐标系下d，q轴电流反馈值id和iq。
Figure BDA0002163274680000093
公式(5)得到的q轴电流指令值
Figure BDA00021632746800000914
与上式计算得到的q轴电流反馈值做差，差值作为q轴电流调节器的输入，调节器输出得到前馈电压相角值的补偿量△η，△η的表达式如公式(9)所示：
Figure BDA0002163274680000101
公式(9)中KPq，KIq分别为q轴电流环的比例系数和积分系数；
将△η补偿到公式(7)得到的前馈电压相角值ηfw上，得到经过补偿的前馈电压相角值ηu，公式如下：
ηu＝ηfw+△η (10)
对ηfw进行补偿之后，电机电压指令表示为：
Figure BDA0002163274680000102
其中“*”代表乘号。
三.d轴电流闭环调节
步骤8：将公式(4)得到的d轴电流指令值
Figure BDA0002163274680000105
与通过(8)式计算得到的d轴电流反馈值做差，差值作为d轴电流调节器的输入，d轴电流调节器的输出为永磁体磁链的补偿量△ψf，△ψf的表达式为：
Figure BDA0002163274680000103
其中KPd，KId分别为d轴电流环的比例系数和积分系数；将△ψf补偿到永磁体磁链ψf上，得到补偿后的永磁体磁链
Figure BDA0002163274680000106
实现对d轴电流指令值
Figure BDA0002163274680000107
的无静差跟踪，同时实现对永磁体磁链的在线补偿。
补偿后的永磁体磁链
Figure BDA0002163274680000108
的表达式为：
Figure BDA0002163274680000104
其中ψf为永磁体磁链的初始值，通过外部输入预先设定。将
Figure BDA0002163274680000115
赋值给
Figure BDA0002163274680000116
用于下一个计算周期中步骤4和步骤5的计算。
四、转矩闭环调节
步骤9：通过功率模型观测电机实际转矩Te，实际转矩Te通过公式(14)计算而来：
Figure BDA0002163274680000111
其中中Pe为电机电磁功率，具体计算公式如下：
Pe＝uaia+ubib+ucic (15)
公中ia，ib，ic为采样得到的三相电流；ua，ub，uc为三相电压。由于在方波工况下一个基波周期开关管只有一次开关动作，因此每个调制周期所发的脉冲占空比不是1即为0，可以通过读取输出脉冲电平高低来得到电压瞬时值。如下式所示：
Figure BDA0002163274680000112
将转矩指令
Figure BDA0002163274680000117
与计算得到的实际转矩Te做差，差值作为转矩闭环调节器的输入，转矩闭环调节器的输出为q轴电感的补偿量△Lq，将其补偿到q轴电感Lq上，得到补偿后的q轴电感
Figure BDA0002163274680000118
实现对q轴电感的在线实时校正；△Lq的表达式如下：
Figure BDA0002163274680000113
式中KPT，KIT分别为转矩闭环的比例系数和积分系数；经过补偿的q轴电感
Figure BDA0002163274680000119
的表达式为：
Figure BDA0002163274680000114
Lq为q轴电感的初始值，通过外部输入预先设定。将
Figure BDA0002163274680000121
赋值给
Figure BDA0002163274680000122
用于下一个计算周期中步骤4和步骤5的计算。
步骤10：将最大输出电压usmax和公式(10)所示的经过补偿的前馈电压相角值ηu输入到脉冲发生模块发出逆变器驱动脉冲，驱动永磁同步电机运行，实现对永磁同步电机的控制。整体控制策略框图如图3所示。
本发明所采用的大功率永磁同步电机在方波下的高性能控制策略，在通过开环计算前馈电压的基础上，同时加入了三个闭环，既保证了d，q轴电流的快速跟踪，又在方波下实现了对永磁同步电机的q轴电感，转子永磁体磁链和控制中数字延时的在线实时补偿，极大地提高了系统的参数鲁棒性能，即便当参数发生变化时，也可以保证转矩的准确发挥，实现方波下的高性能控制。特别适用于轨道交通牵引传动系统等需要对电机输出转矩直接进行控制的场合。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (6)

1.一种大功率永磁同步电机在方波下的高性能控制策略，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：根据直流母线电压udc计算得到逆变器的最大输出电压usmax；
步骤2：给定期望的转矩指令
Figure FDA0002819890680000011
利用MTPA曲线得到MTPA下的d轴电流指令值id,mtpa；
步骤3：利用上一个计算周期得到的d，q轴前馈电压值
Figure FDA0002819890680000012
计算得到前馈电压幅值
Figure FDA0002819890680000013
将
Figure FDA0002819890680000014
与最大输出电压usmax做差，差值作为电压外环控制器的输入，输出为步骤2中得到的d轴电流指令值id,mtpa的补偿量Δid，将通过电压外环调节得到的Δid加到id,mtpa上，从而得到修正的d轴电流指令值
Figure FDA0002819890680000015
步骤4：利用转矩公式，由修正的d轴电流指令值
Figure FDA0002819890680000016
计算得到q轴电流指令值
Figure FDA0002819890680000017
步骤5：根据得到的d，q轴电流指令值
Figure FDA0002819890680000018
计算出d，q轴新的前馈电压值
Figure FDA0002819890680000019
并更新
Figure FDA00028198906800000110
用于下个计算周期中步骤3的计算；
步骤6：用步骤5中计算得到的d，q轴新的前馈电压值
Figure FDA00028198906800000111
计算得到前馈电压相角值ηfw；
步骤7：通过三相电流实际值ia，ib，ic和转子位置θ，计算得到同步旋转坐标系下d，q轴电流反馈值id和iq；
将步骤4得到的q轴电流指令值
Figure FDA00028198906800000112
与q轴电流反馈值iq做差，输入q轴电流调节器对q轴电流进行闭环控制，q轴电流调节器输出为前馈电压相角值的补偿量Δη，将其补偿到步骤6中计算得到的前馈电压相角值ηfw上，得到经过补偿的前馈电压相角值ηu；
步骤8：将步骤3中得到的d轴电流指令值
Figure FDA0002819890680000021
与d轴电流反馈值id做差，差值输入d轴电流调节器，d轴电流调节器的输出为永磁体磁链的补偿量Δψf，将其补偿到永磁体磁链ψf上，得到补偿后的永磁体磁链
Figure FDA0002819890680000022
将
Figure FDA0002819890680000023
赋值给
Figure FDA0002819890680000024
用于下一个计算周期中步骤4和步骤5的计算；
步骤9：通过功率模型观测电机实际转矩Te；转矩指令
Figure FDA0002819890680000025
与实际转矩Te的差值作为转矩闭环调节器的输入，转矩闭环调节器的输出为q轴电感的补偿量ΔLq，将其补偿到q轴电感Lq上，得到补偿后的q轴电感
Figure FDA0002819890680000026
将
Figure FDA0002819890680000027
赋值给
Figure FDA0002819890680000028
用于下一个计算周期中步骤4和步骤5的计算；
步骤10：将最大输出电压usmax和步骤7中经过补偿的前馈电压相角值ηu输入到脉冲发生模块发出逆变器驱动脉冲，驱动永磁同步电机运行，实现对永磁同步电机的控制；
步骤7中，d，q轴电流反馈值id和iq的计算公式如下：
Figure FDA0002819890680000029
前馈电压相角值的补偿量Δη的计算公式如下：
Figure FDA00028198906800000210
式中KPq，KIq分别为q轴电流环的比例系数和积分系数；
补偿的前馈电压相角值ηu的计算公式如下：
ηu＝ηfw+Δη (10)
对ηfw进行补偿之后，电机电压指令表示为：
Figure FDA0002819890680000031
其中“*”代表乘号；
步骤8中，永磁体磁链的补偿量Δψf的计算公式如下：
Figure FDA0002819890680000032
其中KPd，KId分别为d轴电流环的比例系数和积分系数；
补偿后的永磁体磁链
Figure FDA0002819890680000033
的计算公式如下：
Figure FDA0002819890680000034
其中ψf为永磁体磁链的初始值，通过外部输入预先设定；
步骤9中，实际转矩Te通过公式(14)计算而来：
Figure FDA0002819890680000035
其中Pe为电机电磁功率，具体计算公式如下：
Pe＝uaia+ubib+ucic (15)
公式中ia，ib，ic为采样得到的三相电流；ua，ub，uc为三相电压，计算公式如下：
Figure FDA0002819890680000036
步骤9中，q轴电感的补偿量ΔLq的计算公式如下：
Figure FDA0002819890680000037
式中KPT，KIT分别为转矩闭环的比例系数和积分系数；经过补偿的q轴电感
Figure FDA0002819890680000041
的计算公式如下：
Figure FDA0002819890680000042
其中，Lq为q轴电感的初始值，通过外部输入预先设定。
2.如权利要求1所述的大功率永磁同步电机在方波下的高性能控制策略，其特征在于：步骤1中，最大输出电压usmax的计算公式如下：
Figure FDA0002819890680000043
3.如权利要求2所述的大功率永磁同步电机在方波下的高性能控制策略，其特征在于：步骤3中，前馈电压幅值
Figure FDA0002819890680000044
的计算公式如下：
Figure FDA0002819890680000045
Figure FDA0002819890680000046
在首个计算周期的初始值通过q轴电感的初始值Lq和永磁体磁链的初始值ψf计算得到；
Δid的计算公式如下：
Figure FDA0002819890680000047
公式(3)中KPu和KIu分别为电压外环控制器的比例系数和积分系数；修正的d轴电流指令值
Figure FDA0002819890680000048
的计算公式如下：
Figure FDA0002819890680000049
4.如权利要求3所述的大功率永磁同步电机在方波下的高性能控制策略，其特征在于：步骤4中，q轴电流指令值
Figure FDA00028198906800000410
的计算公式如下：
Figure FDA0002819890680000051
式中NP为永磁同步电机的极对数，Ld为永磁同步电机的d轴电感，
Figure FDA0002819890680000052
为：永磁同步电机上一个计算周期经过补偿之后的q轴电感，
Figure FDA0002819890680000053
为：永磁同步电机上一个计算周期经过补偿之后的永磁体磁链；
Figure FDA0002819890680000054
和
Figure FDA0002819890680000055
在首个计算周期的初始值Lq和ψf通过外部输入预先设定。
5.如权利要求4所述的大功率永磁同步电机在方波下的高性能控制策略，其特征在于：步骤5中，d，q轴新的前馈电压值
Figure FDA0002819890680000056
的计算公式如下：
Figure FDA0002819890680000057
式中ω为电机角速度。
6.如权利要求5所述的大功率永磁同步电机在方波下的高性能控制策略，其特征在于：步骤6中，前馈电压相角值ηfw的计算公式如下：
Figure FDA0002819890680000058
CN201910739039.8A 2019-08-12 2019-08-12 一种大功率永磁同步电机在方波下的高性能控制策略 Active CN110474584B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910739039.8A CN110474584B (zh) 2019-08-12 2019-08-12 一种大功率永磁同步电机在方波下的高性能控制策略

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910739039.8A CN110474584B (zh) 2019-08-12 2019-08-12 一种大功率永磁同步电机在方波下的高性能控制策略

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110474584A CN110474584A (zh) 2019-11-19
CN110474584B true CN110474584B (zh) 2021-03-23

Family

ID=68510470

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910739039.8A Active CN110474584B (zh) 2019-08-12 2019-08-12 一种大功率永磁同步电机在方波下的高性能控制策略

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110474584B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113517834B (zh) * 2021-07-14 2023-03-21 中国第一汽车股份有限公司 一种电机控制方法、装置及系统
CN114257147B (zh) * 2021-11-23 2023-06-06 清华大学苏州汽车研究院（吴江） 一种永磁同步电机电流前馈解耦方法和装置
CN114301341B (zh) * 2021-12-29 2024-07-16 臻驱科技（上海）有限公司 永磁同步电机控制器、其停止后恢复运行的方法及电动车

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010148324A (ja) * 2008-12-22 2010-07-01 Aisin Seiki Co Ltd モータ制御装置
CN102386816A (zh) * 2010-08-27 2012-03-21 永济新时速电机电器有限责任公司 永磁同步电机的弱磁控制方法和装置
CN107359834A (zh) * 2017-02-23 2017-11-17 北京交通大学 一种高速列车异步牵引电机方波单环弱磁控制方法
CN108551287A (zh) * 2018-03-21 2018-09-18 中国人民解放军海军工程大学 车用内置式永磁同步电机驱动系统转矩闭环控制方法
CN108736787A (zh) * 2018-05-30 2018-11-02 中车青岛四方车辆研究所有限公司 永磁同步牵引传动系统控制系统及方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010148324A (ja) * 2008-12-22 2010-07-01 Aisin Seiki Co Ltd モータ制御装置
CN102386816A (zh) * 2010-08-27 2012-03-21 永济新时速电机电器有限责任公司 永磁同步电机的弱磁控制方法和装置
CN107359834A (zh) * 2017-02-23 2017-11-17 北京交通大学 一种高速列车异步牵引电机方波单环弱磁控制方法
CN108551287A (zh) * 2018-03-21 2018-09-18 中国人民解放军海军工程大学 车用内置式永磁同步电机驱动系统转矩闭环控制方法
CN108736787A (zh) * 2018-05-30 2018-11-02 中车青岛四方车辆研究所有限公司 永磁同步牵引传动系统控制系统及方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
基于单Q轴电流调节器的永磁同步电机电流轨迹控制;张梓绥 等;《电工技术学报》;20181210;第33卷(第24期);第5779-5785页 *
电力机车牵引电机在方波下的控制策略;周明磊 等;《电工技术学报》;20131126;第28卷(第11期);第155-161页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN110474584A (zh) 2019-11-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100809170B1 (ko) 동기기 제어 장치
RU2407140C1 (ru) Векторный регулятор для синхронного электродвигателя с постоянными магнитами
CN110474584B (zh) 一种大功率永磁同步电机在方波下的高性能控制策略
JP5190156B2 (ja) 交流回転機の制御装置
CN103762924B (zh) 一种永磁同步电机扭矩输出控制系统
CN110545057B (zh) 基于前馈电压补偿的永磁同步电机基速以下参数补偿方法
US8378601B2 (en) Control apparatus for permanent magnet synchronous motor
CN112422004B (zh) 一种永磁同步电机弱磁控制模式下的扰动抑制方法
CN111262486A (zh) 一种永磁同步电机控制方法
CN110729941B (zh) 内置式永磁同步电机的控制方法
JP2002369574A (ja) 同期電動機のセンサレス制御システム
CN107968611B (zh) 同步电机控制电路及控制方法
CN111697899B (zh) 一种变磁通永磁电机充磁状态闭环控制方法和系统
CN110350832B (zh) 带有误差补偿的记忆电机定子磁链观测器及方法
CN108964556A (zh) 用于驱动永磁式同步电机的无速度传感器控制装置
CN107154760A (zh) 一种混合式步进电机的高速高转矩实现方法
CN116455284A (zh) 多模式调制下永磁同步电机无传感器多参数误差修正策略
JP2019083672A (ja) インバータ並びにモータの駆動制御方法
CN110492806B (zh) 一种永磁同步电机在弱磁控制下的在线参数补偿方法
CN115441787B (zh) 一种电机前馈解耦控制方法
JP2015126641A (ja) 電動機の制御装置
CN108988720B (zh) 一种基于转差自动优化的三相异步电机控制器及控制方法
CN113765449A (zh) 基于双Sigmod神经网络电感模型的SRM磁链控制系统与方法
CN107547023B (zh) 一种高速无刷直流电机弱磁升速控制方法
JP2003250293A (ja) モータ制御方法及び装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant