CN114900078A - 兼顾动稳态性能的记忆电机电流反馈分时滤波控制方法 - Google Patents

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吕舒康
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Abstract

本发明公开一种兼顾动稳态性能的记忆电机电流反馈分时滤波控制方法，将记忆电机电流控制分为两个的时段，分别为稳态运行时段和动态调磁时段。在稳态运行时段，交直轴电流经过低通滤波消除高频噪声，再将其反馈到电流控制器，以削弱稳态运行时的电流纹波，减小电机运行噪声；在动态调磁时，取消交直轴电流反馈处的低通滤波器，以消除低通滤波器带来的相位延迟，从而加快电流响应速度，保证直轴调磁电流能够精准跟踪，同时减小交轴电流由交叉耦合效应引起的电流波动，达到削弱调磁转矩波动的目的。该记忆电机电流控制方法，不仅可使记忆电机在稳态运行时有较小的运行噪声，还可使记忆电机在动态调磁时有精准的电流跟踪性能和较小的调磁转矩波动。

Description

兼顾动稳态性能的记忆电机电流反馈分时滤波控制方法
技术领域
本发明属于电机控制领域，具体涉及一种兼顾动稳态性能的记忆电机电流反馈分时滤波控制方法。
背景技术
随着现在科技的不断发展，可变磁通永磁同步电机(VFPMSM)，又称记忆电机，其利用低矫顽力永磁体的磁化状态容易发生变化的特性，通过施加电流脉冲去改变低矫顽力永磁体的磁化状态，从而达到改变电机永磁磁链的目的。交流调磁型记忆电机需要在直轴注入电流脉冲实现调磁，该电流脉冲幅值高达额定电流的3-4倍，由于交叉耦合效应，会导致交轴电流也产生较大的波动。
为了解决该问题一般会选择具有解耦功能的电流控制器。目前，已有一些学者采用前馈PI电流控制器和前馈自抗扰控制器去实现交直电流之间的解耦，以保证交直轴电流精准跟踪。然而，仅选用具有解耦功能的电流控制器电流控制器，仍然无法保证记忆电机在稳态运行和动态调磁时，都具有优越的电流控制性能。
针对上述提出的问题，现提出一种兼顾动稳态性能的记忆电机电流反馈分时滤波控制方法。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种兼顾动稳态性能的记忆电机电流反馈分时滤波控制方法，保证记忆电机在稳态运行和动态调磁时都具有优越的电流控制性能，降低运行噪声和调磁转矩。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
兼顾动稳态性能的记忆电机电流反馈分时滤波控制方法，包括如下如下步骤：
S1、根据记忆电机运行状态判断是否需要调磁，将记忆电机运行分为两个不同的时段——不需要调磁时标志位PMflag＝0，采用直轴电流给定id*＝0的控制方法或者最大转矩电流比控制方法；需要调磁时标志位PMfla＝1，根据目标磁链给定直轴电流调磁脉冲，同时，交轴电流给定均为以恒转速为目标的转速控制器的输出；
S2、根据是否在直轴施加调磁电流脉冲判断是否需要增添或去除电流控制器反馈出的低通滤波器——当直轴未施加调磁电流脉冲，即稳态运行时，交直轴电流通过低通滤波器反馈到电流控制器，即id*＝idlpf，iq*＝iqlpf，其中idlpf为滤波后的交轴电流，iqlpf为滤波后的直轴电流；当直轴施加调磁电流脉冲，即动态调磁时，交直轴电流直接反馈到电流控制器；
S3、根据给定电流和反馈电流的状态，电流控制器输出交直轴电压，再经过电压矢量控制输出三相电压以控制电机稳定运行。
进一步的，电流控制器不限于前馈PI控制器，不同的电流控制器均采用该电流反馈滤波控制方法。
进一步的，所述S2中，稳态运行时，电流反馈通过低通滤波器可有效消除高频噪声，以削弱稳态运行时的电流纹波，减小电机运行噪声；动态调磁时，取消交直轴电流反馈处的低通滤波器，以消除低通滤波器带来的相位延迟，从而加快电流响应速度，保证直轴调磁电流能够精准跟踪，同时减小交轴电流由交叉耦合效应引起的电流波动，以削弱调磁转矩波动。
本发明的有益效果：
1、本发明提出的兼顾动稳态性能的记忆电机电流反馈分时滤波控制方法，在记忆电机稳态运行时，交直轴电流波动小，可降低记忆电机运行噪声；
2、本发明提出的兼顾动稳态性能的记忆电机电流反馈分时滤波控制方法，在记忆电机动态调磁时，电流响应快，可保证直轴电流能够精准跟踪，精确调磁；
3、本发明提出的兼顾动稳态性能的记忆电机电流反馈分时滤波控制方法，在记忆电机动态调磁时，交轴电流波动小，可减小记忆电机调磁过程中的电磁转矩波动，从而减小转速波动。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的兼顾动稳态性能的记忆电机电流反馈分时滤波控制框图；
图2是前馈PI电流控制器使用低通滤波器时的记忆电机运行状态示意图；
图3是前馈PI电流控制器未使用低通滤波器时的记忆电机运行状态示意图；
图4是前馈PI电流控制器使用本发明方法时的记忆电机运行状态示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，兼顾动稳态性能的记忆电机电流反馈分时滤波控制方法，采用前馈PI电流控制器，包括如下步骤：
S1、根据记忆电机运行状态判断是否需要调磁，将记忆电机运行分为两个不同的时段——不需要调磁时标志位PMflag＝0，采用直轴电流给定id*＝0的控制方法或者最大转矩电流比控制方法；需要调磁时标志位PMfla＝1，根据目标磁链给定直轴电流调磁脉冲，同时，交轴电流给定均为以恒转速为目标的转速控制器的输出；
实施例1
当电机转速上升至950rpm时，在电机直轴施加去次电流脉冲，去磁电流幅值为-25A，去磁后的永磁磁链为0.145Wb，去磁时的直轴电流给定可表示为：
Figure BDA0003625533780000041
当电机转速下降至700rpm时，在电机直轴施加充次电流脉冲，充磁电流幅值为30A，充磁后的永磁磁链为0.245Wb，充磁时的直轴电流给定可表示为：
Figure BDA0003625533780000042
S2、根据是否在直轴施加调磁电流脉冲判断是否需要增添或去除电流控制器反馈出的低通滤波器——当直轴未施加调磁电流脉冲，即稳态运行时，交直轴电流通过低通滤波器反馈到电流控制器，即id*＝idlpf，iq*＝iqlpf，其中idlpf为滤波后的交轴电流，iqlpf为滤波后的直轴电流；当直轴施加调磁电流脉冲，即动态调磁时，交直轴电流直接反馈到电流控制器；
稳态运行时，电流反馈通过低通滤波器可有效消除高频噪声，以削弱稳态运行时的电流纹波，减小电机运行噪声；动态调磁时，取消交直轴电流反馈处的低通滤波器，以消除低通滤波器带来的相位延迟，从而加快电流响应速度，保证直轴调磁电流能够精准跟踪，同时减小交轴电流由交叉耦合效应引起的电流波动，以削弱调磁转矩波动。
S3、根据给定电流和反馈电流的状态，电流控制器输出交直轴电压，再经过电压矢量控制输出三相电压以控制电机稳定运行。
图2、图3、图4分别展示了前馈PI电流控制器使用低通滤波器时、前馈PI电流控制器未使用低通滤波器时，以及前馈PI电流控制器使用本发明方法时的记忆电机运行状态，分别包括电机速度变化曲线、转矩变化曲线、直轴电流变化曲线和交轴电流变化曲线。
为了验证本发明的优点，进行了三组对比实验。前馈PI电流控制器使用低通滤波器时的记忆电机运行状态如图2所示，其实验结果表明，虽然记忆电机在稳态运行时，交直轴电流波动较小，但在进行充去磁时，交轴电流波动很大，有很大的转矩脉动，进而导致转速也有很大的波动。图3为前馈PI电流控制器未使用低通滤波器时的记忆电机运行状态，相比于图2，记忆电机充去磁时，交轴电流波动明显降低，但稳态时的交直轴电流波动大，产生较大的运行噪声。前馈PI电流控制器使用本发明方法时的记忆电机运行状态如图4所示，本发明方法结合了前两者的优点，使记忆电机在稳态运行时电流波动小，噪声低；充去磁时，转矩和转速波动也明显降低。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (3)

1.兼顾动稳态性能的记忆电机电流反馈分时滤波控制方法，其特征在于，包括如下如下步骤：
S1、根据记忆电机运行状态判断是否需要调磁，将记忆电机运行分为两个不同的时段——不需要调磁时标志位PMflag＝0，采用直轴电流给定id*＝0的控制方法或者最大转矩电流比控制方法；需要调磁时标志位PMfla＝1，根据目标磁链给定直轴电流调磁脉冲，同时，交轴电流给定均为以恒转速为目标的转速控制器的输出；
S2、根据是否在直轴施加调磁电流脉冲判断是否需要增添或去除电流控制器反馈出的低通滤波器——当直轴未施加调磁电流脉冲，即稳态运行时，交直轴电流通过低通滤波器反馈到电流控制器，即id*＝idlpf，iq*＝iqlpf，其中idlpf为滤波后的交轴电流，iqlpf为滤波后的直轴电流；当直轴施加调磁电流脉冲，即动态调磁时，交直轴电流直接反馈到电流控制器；
S3、根据给定电流和反馈电流的状态，电流控制器输出交直轴电压，再经过电压矢量控制输出三相电压以控制电机稳定运行。
2.根据权利要求1所述的兼顾动稳态性能的记忆电机电流反馈分时滤波控制方法，其特征在于，电流控制器不限于前馈PI控制器，不同的电流控制器均采用该电流反馈滤波控制方法。
3.根据权利要求1所述的兼顾动稳态性能的记忆电机电流反馈分时滤波控制方法，其特征在于，所述S2中，稳态运行时，电流反馈通过低通滤波器可有效消除高频噪声，以削弱稳态运行时的电流纹波，减小电机运行噪声；动态调磁时，取消交直轴电流反馈处的低通滤波器，以消除低通滤波器带来的相位延迟，从而加快电流响应速度，保证直轴调磁电流能够精准跟踪，同时减小交轴电流由交叉耦合效应引起的电流波动，以削弱调磁转矩波动。
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CN116247981A (zh) * 2023-01-31 2023-06-09 大连海事大学 一种抑制电枢绕组调磁型可变磁通电机调磁瞬态转矩波动方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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