RU2635655C2 - Способ управления электромагнитным моментом скоростной синхронной машины - Google Patents

Способ управления электромагнитным моментом скоростной синхронной машины Download PDF

Info

Publication number
RU2635655C2
RU2635655C2 RU2014153510A RU2014153510A RU2635655C2 RU 2635655 C2 RU2635655 C2 RU 2635655C2 RU 2014153510 A RU2014153510 A RU 2014153510A RU 2014153510 A RU2014153510 A RU 2014153510A RU 2635655 C2 RU2635655 C2 RU 2635655C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
axis
component
along
quadrature
voltage
Prior art date
Application number
RU2014153510A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2014153510A (ru
Inventor
Людовик МЕРЬЕН
Абдельмалек МАЛОУМ
Original Assignee
Рено С.А.С.
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 Рено С.А.С. filed Critical Рено С.А.С.
Publication of RU2014153510A publication Critical patent/RU2014153510A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2635655C2 publication Critical patent/RU2635655C2/ru

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
    • H02P21/14—Estimation or adaptation of machine parameters, e.g. flux, current or voltage
    • H02P21/141—Flux estimation
    • 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
    • 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
    • H02P21/0085—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation specially adapted for high speeds, e.g. above nominal speed
    • H02P21/0089—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation specially adapted for high speeds, e.g. above nominal speed using field weakening
    • 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
    • H02P21/06—Rotor flux based control involving the use of rotor position or rotor speed sensors
    • H02P21/08—Indirect field-oriented control; Rotor flux feed-forward 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
    • H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/12—Stator flux based control involving the use of rotor position or rotor speed sensors
    • 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

Abstract

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления электромагнитным моментом трехфазной синхронной машины с постоянными магнитами. Техническим результатом является обеспечение стабильности токов в синхронной машине при ее работе с высокой скоростью и напряжением насыщения. Способ управления электромагнитным моментом трехфазной синхронной машины с постоянными магнитами, включающий в себя измерение тока, подаваемого на три фазы машины, преобразование трех измеренных токов в постоянную составляющую (Id) и в квадратурную составляющую (Iq) тока на основании преобразования Парка, получение заданного значения (Iq_req) для квадратурной составляющей (Iq) тока. Если постоянная составляющая (Id) тока является отрицательной, активируют режим управления с уменьшением потока, при котором машиной управляют на основании постоянной составляющей (Vd) и квадратурной составляющей (Vq) напряжения указанной машины, при этом постоянную составляющую (Vd) и квадратурную составляющую (Vq) напряжения управления синхронной машиной определяют в плоскости Парка. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относится к способу управления электромагнитным моментом трехфазной синхронной машины с постоянными магнитами и, в частности, управления моментом при напряжениях насыщения.
В автотранспортном средстве на электрической тяге необходимо регулировать момент, создаваемый электрическим двигателем. Поскольку момент электрической машины напрямую связан с проходящими в ней токами, эти токи необходимо точно регулировать.
В синхронной машине, в частности в трехфазной синхронной машине с постоянными магнитами и с осевым магнитным потоком, токи в трех фазах статора являются синусоидальными и смещены по фазе, каждый на ^-рад. Эти токи создают в электрической машине вращающееся магнитное поле. Ротор состоит из постоянных магнитов, например, от 1 до 5 пар полюсов. Подобно компасу ротор естественным образом устанавливается по создаваемому ротором вращающемуся магнитному полю. Частота вращения ротора равна частоте токов статора (синхронна). Именно амплитуда токов статора и мощность магнитов ротора создают момент, необходимый для вращения машины. Для управления этими токами следует к каждой фазе статора прикладывать синусоидальные напряжения, тоже смещенные по фазе, каждое, на 2π/3 рад.
Обычно проще применять регулирование к постоянным, чем к синусоидальным токам. Как правило, используют преобразование Парка для проецирования трехфазной системы на двухмерное пространство, с тем чтобы получить положение в эквивалентной вращающейся системе координат. Таким образом, можно транспонировать три синусоидальных тока и три синусоидальных напряжения статора, относящихся к трем фазам трехфазной системы, в пространство, в котором эти три синусоидальных сигнала тока или напряжения выражаются в виде двух постоянных сигналов тока или напряжения (одна составляющая по прямой оси Xd и одна составляющая по квадратурной оси Xq). Для этого преобразование Парка выполняется на основе системы координат, связанной с вращающимся полем, то есть в случае синхронной машины - на основе системы координат, связанной с ротором.
Таким образом, при работе с токами и напряжениями, выраженными в пространстве Парка, можно оперировать с постоянными токами или напряжениями, а не с синусоидальными сигналами для регулирования трехфазной машины, которой требуется управлять.
Посредством обратного преобразования можно вернуться к нормальной системе координат машины и, следовательно, точно узнать, какие напряжения или какие токи необходимо применить для каждой фазы машины.
Использование батареи в качестве источника питания трехфазной электрической машины налагает дополнительные условия в том смысле, что прикладываемые напряжения ограничены емкостью батареи. Действительно, невозможно достичь некоторых заданных значений по причине этих ограничений. Обычно заданное значение за пределами достижимой области является причиной нестабильности.
Задачей является обеспечение стабильности токов в машине во время ее регулирования несмотря на ограничения по напряжению. Если в условиях этих ограничений заданные значения являются не достижимыми, то ставится задача приблизиться максимально близко к заданному значению насколько это возможно.
В документе US 3851234 описан способ предупреждения магнитного насыщения за счет снижения скорости двигателя, производящего крутящий момент.
В документе US 5015937 описан способ управления синхронной машиной с ротором с обмоткой в режиме разомкнутого контура с таблицами данных, чтобы избегать насыщения.
В документе US 6181091 описан способ управления синхронной машиной с постоянными магнитами, в которой насыщения избегают путем изменения режима работы модуля модулирования фазовой ширины, обеспечивая напряжения на каждом плече двигателя.
В этих известных способах управления электромагнитный момент, достигаемый синхронной машиной, уменьшают, чтобы избегать насыщения по напряжению, а именно, непосредственно регулируя составляющую тока в пространстве Парка.
Фактически, для того чтобы можно было достичь заданного значения для составляющей тока по квадратурной оси, обычно вычисляют картографию соответствующей составляющей тока по прямой оси, чтобы поддерживать регулирование составляющей тока по квадратурной оси. Недостатком этого метода является необходимость процедуры составления картографий токов. Кроме того, он не позволяет обеспечивать получение оптимальных токов для заданного электромагнитного момента. Действительно, при использовании метода картографии, для того чтобы не оказаться в условиях насыщения по напряжению, предусмотрен запас надежности для значения составляющей тока по прямой оси, то есть составляющую тока по прямой оси уменьшают сверх необходимости, чтобы избежать риска насыщения при управлении системой, в ущерб производительности машины.
Такое уменьшение составляющей тока по прямой оси влечет за собой понижение напряжений и, следовательно, уменьшение достигаемого электромагнитного момента.
Изобретением предлагается способ управления электромагнитным моментом трехфазной синхронной машины с постоянными магнитами, который обеспечивает стабильность токов в синхронной машине при ее работе с высокой скоростью и с напряжениями насыщения.
Согласно аспекту изобретения предложен способ управления электромагнитным моментом трехфазной синхронной машины с постоянными магнитами, включающий измерение тока, подаваемого на три фазы машины, преобразование трех измеренных токов в составляющую тока по прямой оси и составляющую тока по квадратурной оси на основе преобразования трехфазных систем и прием заданного значения для составляющей тока по квадратурной оси.
Согласно признаку изобретения, если составляющая тока по прямой оси является отрицательной, активируют режим управления с уменьшением магнитного потока, при котором машиной управляют на основе составляющей напряжения по прямой оси и составляющей напряжения по квадратурной оси указанной машины, при этом составляющую напряжения по прямой оси и составляющую напряжения по квадратурной оси определяют в плоскости, связанной с указанным преобразованием трехфазных систем.
Указанным преобразованием трехфазных систем может быть преобразование Парка. Это преобразование также может быть преобразованием Фортескью, преобразованием Кларка или преобразованием Кью.
В пространстве Парка управляемая система имеет составляющую напряжения по прямой оси и составляющую напряжения по квадратурной оси, прикладываемые по двум осям плоскости Парка (прямая ось и квадратурная ось) синхронной машины, при этом обе составляющие напряжения выражаются в виде функции от составляющей тока по прямой оси и составляющей тока по квадратурной оси синхронной машины; причем эти две составляющие тока направлены соответственно по указанным двум осям плоскости Парка. Когда ротор синхронной машины имеет высокую скорость вращения, составляющая тока по прямой оси имеет отрицательное значение и это приводит к потерям, если составляющая тока по прямой оси не компенсируется.
Режим управления с уменьшением потока позволяет компенсировать величину, обусловленную магнитным потоком постоянных магнитов, которая пропорциональна скорости вращения ротора; магнитный поток магнитов является постоянным, поэтому он не становится ничтожно малым при высокой скорости вращения ротора. Величина, обусловленная этим магнитным потоком и называемая также электромагнитной силой машины (соответствует понятию «эдс» в российской терминологии), вызывает возмущения, которые необходимо компенсировать. Таким образом, управление синхронной машиной по напряжению при высокой скорости вращения позволяет в максимальной степени все время компенсировать возмущение, связанное с магнитным потоком.
Предпочтительно, когда составляющая тока по прямой оси опять становится положительной или нулевой, режим управления с уменьшением магнитного потока прекращают.
Предпочтительно синхронная машина имеет идеальную симметрию между прямой осью и квадратурной осью указанной плоскости преобразования трехфазных систем, что позволяет получать равенство между эквивалентными индуктивностями по каждой оси в этой плоскости преобразования трехфазных систем.
Предпочтительно составляющая по прямой оси и составляющая по квадратурной оси напряжения управления синхронной машиной зависят от одного и того же параметра управления, определяемого таким образом, чтобы поддерживать значение составляющей тока по прямой оси близким к нулю и позволяющим компенсировать величину, обусловленную магнитным потоком постоянных магнитов.
Когда составляющая тока по прямой оси имеет отрицательное значение, эта составляющая представляет собой потери для машины. Поэтому необходимо поддерживать эту составляющую тока по прямой оси на предельно низком значении, чтобы максимально уменьшить потери, одновременно сохраняя значение этой составляющей тока по прямой оси на достаточном уровне, чтобы компенсировать электромагнитную силу, соответствующую указанной величине, обусловленной магнитным потоком, создаваемым постоянными магнитами ротора.
Предпочтительно составляющая по прямой оси и составляющая по квадратурной оси напряжения управления являются пропорциональными одной и той же максимальной амплитуде и синусоидально зависят от параметра управления (Θ), при этом параметр управления (Θ) изменяется, например, в интервале
Figure 00000001
. В целом, параметр управления (Θ) изменяется в интервале с диапазоном, меньшим или равным π.
Другим объектом изобретения является система управления электромагнитным моментом трехфазной синхронной машины с постоянными магнитами, содержащая средства измерения тока, подаваемого на три фазы машины, средства преобразования трех измеренных токов в составляющую тока по прямой оси и в составляющую тока по квадратурной оси на основе преобразования Парка, средства приема заданного значения для составляющей тока по квадратурной оси, характеризующаяся тем, что содержит средства управления, выполненные с возможностью активации, - когда составляющая тока по прямой оси является отрицательной, - режима управления с уменьшением потока, при этом машина управляется на основе составляющей напряжения по прямой оси и составляющей напряжения по квадратурной оси указанной машины, причем составляющая напряжения по прямой оси и составляющая напряжения по квадратурной оси определены в плоскости Парка.
Предпочтительно средства управления содержат модуль активации, выполненный с возможностью активации режима управления с уменьшением потока, когда составляющая тока по прямой оси является отрицательной, и с возможностью деактивации режима управления с уменьшением потока, когда составляющая тока по прямой оси является положительной.
Предпочтительно средства управления содержат пропорционально-интегральный регулятор, выполненный с возможностью определения одного и того же параметра управления для составляющей напряжения по прямой оси и составляющей напряжения по квадратурной оси на основе разности между заданным значением для составляющей тока по квадратурной оси и значением составляющей тока по квадратурной оси, и содержат модуль, предназначенный для определения составляющих напряжения по прямой и квадратурной осям на основе указанного параметра управления.
Система управления может также содержать средства преобразования, выполненные с возможностью применения преобразования Парка к измеренным токам для получения составляющей тока по прямой оси и составляющей тока по квадратурной оси.
Другие преимущества и признаки изобретения будут более очевидны из нижеследующего подробного описания неограничительного варианта выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг. 1 - блок-схема способа управления электромагнитным моментом синхронной машины согласно варианту осуществления.
Фиг. 2 - схема системы управления электромагнитным моментом синхронной машины согласно варианту выполнения изобретения.
На фиг. 1 согласно варианту выполнения изобретения представлена блок-схема способа управления электромагнитным моментом синхронной машины, когда происходит насыщение по напряжению.
На первом этапе 110 измеряют ток для каждой из трех фаз трехфазной синхронной машины с постоянными магнитами.
На втором этапе 120 к трем измеренным токам применяют преобразование Парка для получения составляющей тока Id по прямой оси и составляющей тока Iq по квадратурной оси.
В пространстве Парка для управления синхронной машиной применяют следующую систему уравнений:
Figure 00000002
где Vd и Vq - напряжения, прикладываемые по двум осям, а именно по прямой и квадратурной оси соответственно в плоскости Парка указанной синхронной машины, Id и Iq являются токами, протекающими в машине по двум осям, а именно по прямой и квадратурной оси соответственно в плоскости Парка, Rs - эквивалентное сопротивление статора машины, Ld и Lq - индуктивности по прямой и квадратурной оси соответственно в плоскости Парка указанной машины, ωr - скорость вращения магнитного поля машины (то есть скорость вращения ротора, умноженная на число пар полюсов машины), φf - поток (соответствует понятию «потокосцепление» в российской терминологии), создаваемый магнитами ротора.
Напряжения Vd и Vq создаются инвертором, питаемым батареей. Следовательно, необходимо соблюдать условия
Figure 00000003
где Vbat - напряжение батареи, которая питает инвертор и преобразователь тока.
При этом ставится задача генерирования электромагнитного момента с наилучшим КПД для синхронной машины в известном диапазоне скоростей и, в частности, на высокой скорости. При высокой скорости вращения двигателя напряжения управления машиной соответствуют насыщенному состоянию, и составляющая тока Id по прямой оси в плоскости Парка является отрицательной.
Поэтому на этапе 130 определяют, имеет ли составляющая тока по прямой оси отрицательное значение. Если составляющая Id тока по прямой оси в пространстве Парка имеет отрицательное значение, на этапе 140 активируют режим управления с уменьшением потока.
Электромагнитный момент, создаваемый синхронной машиной, можно вычислить при помощи следующего выражения:
Figure 00000004
где Cem - электромагнитный момент, генерируемый машиной, р - число пар полюсов ротора машины, φd и φq - составляющие потока, генерируемые машиной по прямой и квадратурной осям, которые можно выразить в виде
Figure 00000005
В настоящем случае синхронная машина имеет идеальную симметрию между прямой осью и квадратурной осью в пространстве Парка. При этом получают примечательное свойство Ld=Lq, что позволяет записать
Figure 00000006
Таким образом, в такой машине, чтобы управлять моментом с максимальным ограничением джоулевых потерь, генерируемых составляющей тока Id по прямой оси, необходимо иметь составляющую тока Id по прямой оси, наиболее близкую к нулю, поскольку в создании электромагнитного момента участвует только составляющая тока Iq по квадратурной оси.
Изобретение можно применять также, как в случае, когда Ld=Lq, если Ld превышает Lq, но в этом случае необходимо корректировать заданное значение составляющей тока Iq по квадратурной оси как функцию от действующей составляющей тока Id по прямой оси таким образом, чтобы обеспечивать постоянный момент. Действительно, в случае отрицательной составляющей тока Id по прямой оси это приводит к уменьшению генерируемого машиной момента. Минимизировать потерю момента можно посредством максимального приближения составляющей тока Id по прямой оси к нулю.
Однако на высокой скорости невозможно полностью исключить составляющую тока Id по прямой оси, поскольку величина ωrφƒ, называемая электромагнитной силой и связанная с потоком постоянных магнитов, становится слишком большой и ее необходимо компенсировать. Чтобы она была оптимальной, следует использовать все имеющееся напряжение, то есть
Figure 00000007
Vd и Vq можно выразить при помощи переменной управления Θ, которую вычисляют посредством следующего преобразования:
Figure 00000008
Токи в установившемся режиме с высокой скоростью вращения можно выразить в виде
Figure 00000009
Однако при высокой скорости вращения получают Rs<<ωrLd=ωrLq, что позволяет получить для уравнения (8)
Figure 00000010
Поскольку поток, создаваемый магнитами, является постоянным, он не играет никакой роли с точки зрения управления. Поэтому он воспринимается как возмущение. На основании уравнения (7) получают, таким образом, установившийся режим при высокой скорости
Figure 00000011
где
Figure 00000012
и
Figure 00000013
и
Figure 00000014
и
Figure 00000015
При высокой скорости вращения ротора указанную электромагнитную силу полностью компенсировать невозможно и, таким образом,
Vbat/√3<ωrφƒ,
вследствие применения Gd < возмущениеd и
Gq > возмущениеq, так как
Figure 00000016
.
Активация режима управления с уменьшением потока на этапе 140 приводит на этапе 150 к управлению напряжением двигателя на основании параметра управления Θ, изменяющегося в интервале
Figure 00000017
. При изменении параметра управления Θ в этом интервале составляющая тока Iq по квадратурной оси меняется в положительной и отрицательной области, заставляя, таким образом, синхронную машину работать в режиме двигателя и в режиме генератора, максимально компенсируя при этом указанный параметр возмущениеd и ограничивая составляющую тока Id по прямой оси, являющуюся источником джоулевых потерь. Синхронная машина остается с напряжениями насыщения, позволяя получать максимальный электромагнитный момент, но регулируя при этом токи, благодаря управлению машиной по напряжению через параметр управления Θ.
На этапе 160 проверяют, чтобы составляющая тока Id по прямой оси больше не была отрицательной. Если она по-прежнему остается отрицательной, продолжают управлять синхронной машиной по напряжению на основе параметра управления Θ. При использовании параметра управления Θ, чтобы увеличить составляющую тока Iq по квадратурной оси, необходимо увеличить параметр управления Θ до максимального значения π/2 для получения максимальной мощности, развиваемой машиной, при этом составляющая тока Id по прямой оси автоматически уменьшается с увеличением параметра управления Θ. С другой стороны, для уменьшения составляющей тока Iq по квадратурной оси необходимо уменьшить параметр управления Θ до минимального значения -π/2, чтобы получить максимальный тормозной момент. Таким образом, изобретение обеспечивает автоматическую адаптацию составляющей тока Id по прямой оси.
Если же она перестает быть отрицательной, на этапе 170 выходят из режима управления с уменьшением потока.
На фиг. 2 показана система управления электромагнитным моментом трехфазной синхронной машины с постоянными магнитами согласно варианту выполнения изобретения.
Система 1 управления электромагнитным моментом трехфазной синхронной машины с постоянными магнитами содержит средства 2 измерения тока, подаваемого на три фазы I1, I2, I3 машины. Эти средства 2 измерения связаны со средствами 3 преобразования, позволяющие преобразовать три измеренных тока в составляющую тока Id по прямой оси и составляющую тока Iq по квадратурной оси на основе преобразования Парка. Система управления содержит также средства 4 приема заданного значения Iq_req для составляющей тока Iq по квадратурной оси.
Система 1 управления содержит средства 5 управления, содержащие модуль 6 активации, принимающий на входе составляющую тока Id по прямой оси, и выполненные с возможностью активации режима управления с уменьшением потока, в котором машиной управляют на основе составляющей напряжения по прямой оси и составляющей напряжения по квадратурной оси в пространстве Парка указанной машины, когда составляющая тока Id по прямой оси является отрицательной.
Средства 5 управления содержат пропорционально-интегральный регулятор 7, выполненный с возможностью определения одного и того же параметра управления, от которого зависят составляющая напряжения по прямой оси и составляющая напряжения по квадратурной оси. Параметр управления зависит от вычисляемой вычитающим устройством 8 разности между заданным значением Iq_req для составляющей тока Iq по квадратурной оси и указанной составляющей тока Iq по квадратурной оси. Средства управления содержат также модуль 9, предназначенный для определения составляющей напряжения Vd по прямой оси и составляющей напряжения Vq по квадратурной оси на основе параметра управления Θ.
Таким образом, изобретение позволяет управлять электромагнитным моментом синхронной машины с постоянными магнитами, обеспечивая стабильность токов в синхронной машине, когда она работает на высокой скорости с напряжениями насыщения.

Claims (10)

1. Способ управления электромагнитным моментом трехфазной синхронной машины с постоянными магнитами, включающий в себя измерение тока, подаваемого на три фазы машины, преобразование трех измеренных токов в составляющую тока (Id) по прямой оси и составляющую тока (Iq) по квадратурной оси на основе преобразования трехфазных систем, прием заданного значения (Iq_req) для составляющей тока (Iq) по квадратурной оси, и, если составляющая тока (Id) по прямой оси является отрицательной, активируют режим управления с уменьшением магнитного потока, при котором машиной управляют на основе составляющей напряжения (Vd) по прямой оси и составляющей напряжения (Vq) по квадратурной оси указанной машины, при этом составляющую напряжения (Vd) по прямой оси и составляющую напряжения (Vq) по квадратурной оси определяют в плоскости, связанной с указанным преобразованием трехфазных систем, отличающийся тем, что указанные составляющая (Vd) по прямой оси и составляющая (Vq) по квадратурной оси напряжения управления синхронной машиной зависят от одного и того же параметра (Θ) управления, который определяют таким образом, чтобы поддерживать значение составляющей тока (Id) по прямой оси близким к нулю и позволяющим компенсировать величину, обусловленную магнитным потоком постоянных магнитов.
2. Способ по п. 1, в котором, когда составляющая тока (Id) по прямой оси опять становится положительной или нулевой, режим управления с уменьшением потока прекращают.
3. Способ по п. 1 или 2, в котором синхронная машина имеет идеальную симметрию между прямой осью и квадратурной осью плоскости указанного преобразования трехфазных систем, позволяющую получать равенство между эквивалентными значениями индуктивности (Ld и Lq) по каждой оси плоскости преобразования трехфазных систем.
4. Способ по п. 1 или 2, в котором составляющие напряжения управления по прямой оси (Vd) и по квадратурной оси (Vq) являются пропорциональными одной и той же максимальной амплитуде (Vbat) и синусоидально зависят от параметра управления (Θ), при этом параметр управления (Θ) изменяется в интервале
Figure 00000018
.
5. Способ по п. 4, в котором указанные составляющая по прямой оси и составляющая по квадратурной оси соответствуют следующим выражениям:
Figure 00000019
6. Способ по п. 1 или 2, в котором указанное преобразование трехфазных систем является преобразованием Парка.
7. Система (1) управления электромагнитным моментом трехфазной синхронной машины с постоянными магнитами, содержащая средства (2) измерения тока, подаваемого на три фазы машины, средства (3) преобразования трех измеряемых токов в составляющую тока (Id) по прямой оси и составляющую тока (Iq) по квадратурной оси на основе преобразования трехфазных систем, средства (4) приема заданного значения (Iq_req) для составляющей тока (Iq) по квадратурной оси, средства (5) управления, выполненные с возможностью активации, если составляющая тока (Id) по прямой оси является отрицательной, режима управления с уменьшением потока, при котором машиной управляют на основе составляющей напряжения (Vd) по прямой оси и составляющей напряжения (Vq) по квадратурной оси указанной машины, при этом составляющую напряжения (Vd) по прямой оси и составляющую напряжения (Vq) по квадратурной оси определяют в плоскости, связанной с указанным преобразованием трехфазных систем, отличающаяся тем, что средства (5) управления содержат пропорционально-интегральный регулятор (7), выполненный с возможностью определения одного и того же параметра управления (Θ) для составляющей напряжения (Vd) по прямой оси и составляющей напряжения (Vq) по квадратурной оси, который зависит от разности между заданным значением (Iq_req) для составляющей тока по квадратурной оси и указанной составляющей тока (Iq) по квадратурной оси, и модуль (9), предназначенный для определения указанных составляющих напряжения по прямой оси и квадратурной оси на основании указанного параметра управления.
8. Система по п. 7, в которой средства управления содержат модуль активации, выполненный с возможностью активации режима управления с уменьшением потока, когда составляющая (Id) тока по прямой оси является отрицательной, и деактивации режима управления с уменьшением потока, когда составляющая (Id) тока по прямой оси является положительной.
9. Система по п. 7 или 8, содержащая средства (3) преобразования, выполненные с возможностью применения преобразования Парка к измеряемым токам для получения составляющей тока (Id) по прямой оси и составляющей тока (Iq) по квадратурной оси.
RU2014153510A 2012-05-29 2013-05-16 Способ управления электромагнитным моментом скоростной синхронной машины RU2635655C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1254908 2012-05-29
FR1254908A FR2991525B1 (fr) 2012-05-29 2012-05-29 Procede de commande du couple electromagnetique d'une machine synchrone a haute vitesse
PCT/FR2013/051066 WO2013178906A1 (fr) 2012-05-29 2013-05-16 Procede de commande du couple electromagnetique d'une machine synchrone a haute vitesse

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014153510A RU2014153510A (ru) 2016-07-20
RU2635655C2 true RU2635655C2 (ru) 2017-11-15

Family

ID=46785604

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014153510A RU2635655C2 (ru) 2012-05-29 2013-05-16 Способ управления электромагнитным моментом скоростной синхронной машины

Country Status (9)

Country Link
US (1) US9455660B2 (ru)
EP (1) EP2856632A1 (ru)
JP (1) JP6192715B2 (ru)
KR (1) KR20150021546A (ru)
CN (1) CN104350675B (ru)
BR (1) BR112014029817A2 (ru)
FR (1) FR2991525B1 (ru)
RU (1) RU2635655C2 (ru)
WO (1) WO2013178906A1 (ru)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10389289B2 (en) 2014-02-06 2019-08-20 Steering Solutions Ip Holding Corporation Generating motor control reference signal with control voltage budget
US10003285B2 (en) 2014-06-23 2018-06-19 Steering Solutions Ip Holding Corporation Decoupling current control utilizing direct plant modification in electric power steering system
FR3024616B1 (fr) 2014-07-31 2016-07-15 Renault Sa Procede et dispositif de commande du couple electromagnetique d'un groupe motopropulseur
FR3036556B1 (fr) * 2015-05-22 2017-06-09 Renault Sas Procede et systeme de commande d'une machine electrique asynchrone pour vehicule automobile.
CN106351533A (zh) * 2015-07-21 2017-01-25 唐晓辉 一种自动旋转门控制系统
US10135368B2 (en) * 2016-10-01 2018-11-20 Steering Solutions Ip Holding Corporation Torque ripple cancellation algorithm involving supply voltage limit constraint
FR3073691B1 (fr) * 2017-11-16 2020-07-17 Renault S.A.S Procede de commande d'une machine electrique synchrone

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5749384A (en) * 1980-07-10 1982-03-23 Siemens Ag Device for driving rotary field type rotary electric machine
US5656911A (en) * 1994-12-27 1997-08-12 Fuji Electric Company Circuit for driving permanent-magnet synchronous motor using proportional controller
RU2141720C1 (ru) * 1998-03-25 1999-11-20 Мищенко Владислав Алексеевич Способ векторной ориентации тока электромеханического преобразователя энергии и устройство векторной ориентации ("векторинг") для осуществления способа
US20050231150A1 (en) * 2002-05-03 2005-10-20 Jochen Kuehner Method and device for the sensor reduced regulation of a permanent magnet excited synchronous machine

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3851234A (en) 1973-05-09 1974-11-26 Gen Electric Control system for obtaining and using the optimum speed torque characteristic for a squirrel cage induction motor which guarantees a non-saturating magnetizing current
US5015937A (en) 1989-10-26 1991-05-14 Siemens-Bendix Automotive Electronics L.P. Parametric current control for microstepping unipolar motor
FR2743456B1 (fr) * 1996-01-04 1998-02-06 Thomson Csf Moteur electrique de type synchrone a aimants permanents et vehicule comportant un tel moteur
JP3746377B2 (ja) * 1998-07-24 2006-02-15 トヨタ自動車株式会社 交流電動機の駆動制御装置
US6181091B1 (en) 1999-07-22 2001-01-30 International Business Machines Corporation Apparatus and method for control of a multi-pole brushless DC motor in the event of saturation detection
US6876169B2 (en) * 2003-01-14 2005-04-05 Delphi Technologies, Inc. Method and controller for field weakening operation of AC machines
US7242163B2 (en) * 2003-08-26 2007-07-10 Delphi Technologies, Inc. System and method for clamp current regulation in field-weakening operation of permanent magnet (PM) machines
CN101626216A (zh) * 2009-08-05 2010-01-13 奇瑞汽车股份有限公司 一种基于永磁同步电机的弱磁控制系统及其控制方法
CN102324877B (zh) * 2011-09-15 2013-08-07 重庆长安汽车股份有限公司 一种车用永磁同步电机控制系统及方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5749384A (en) * 1980-07-10 1982-03-23 Siemens Ag Device for driving rotary field type rotary electric machine
US5656911A (en) * 1994-12-27 1997-08-12 Fuji Electric Company Circuit for driving permanent-magnet synchronous motor using proportional controller
RU2141720C1 (ru) * 1998-03-25 1999-11-20 Мищенко Владислав Алексеевич Способ векторной ориентации тока электромеханического преобразователя энергии и устройство векторной ориентации ("векторинг") для осуществления способа
US20050231150A1 (en) * 2002-05-03 2005-10-20 Jochen Kuehner Method and device for the sensor reduced regulation of a permanent magnet excited synchronous machine
US7256563B2 (en) * 2002-05-03 2007-08-14 Robert Bosch Method and device for the sensor reduced regulation of a permanent magnet excited synchronous machine

Also Published As

Publication number Publication date
CN104350675A (zh) 2015-02-11
JP6192715B2 (ja) 2017-09-06
EP2856632A1 (fr) 2015-04-08
CN104350675B (zh) 2017-08-04
KR20150021546A (ko) 2015-03-02
FR2991525B1 (fr) 2014-06-13
JP2015530059A (ja) 2015-10-08
US9455660B2 (en) 2016-09-27
RU2014153510A (ru) 2016-07-20
FR2991525A1 (fr) 2013-12-06
WO2013178906A1 (fr) 2013-12-05
BR112014029817A2 (pt) 2019-07-30
US20150194919A1 (en) 2015-07-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2635655C2 (ru) Способ управления электромагнитным моментом скоростной синхронной машины
JP5957704B2 (ja) 電動機制御装置
JP5924045B2 (ja) 電動機の制御装置及び電動機の制御方法
JP5948613B2 (ja) モータの制御装置
JP5281339B2 (ja) 同期電動機の駆動システム、及びこれに用いる制御装置
JP2014511667A (ja) 直流バス電圧の制御
JP2014200129A (ja) モータの速度制御装置
WO2017053443A1 (en) Improved actuator motion controller with regeneration compensation
JP2020502989A (ja) 風力タービン動取出の調節方法
Ke et al. Sensorless speed tracking control with backstepping design scheme for permanent magnet synchronous motors
US8076877B2 (en) System and method for controlling power balance in an electrical/mechanical system
Peters et al. Control realization for an interior permanent magnet synchronous motor (IPMSM) in automotive drive trains
JP2015035885A (ja) モータ制御装置
RU2641723C2 (ru) Система управления электромагнитным моментом электрической машины, в частности, для автотранспортного средства
JP3440256B2 (ja) インバータ制御方法
JP6604436B2 (ja) モータの制御装置、及び、制御方法
JP2011514128A (ja) モータを制動するための方法およびシステム
JP5930071B2 (ja) モータ制御装置およびモータ制御方法
JP7431346B2 (ja) モータ制御装置、機電一体ユニット、ハイブリッドシステム、および電動パワーステアリングシステム
CN107749727A (zh) 基于转矩前馈控制技术的内置永磁同步电机弱磁控制方法
JP2012016166A (ja) モータ制御装置
JP6305603B1 (ja) 回転電機の制御装置
Novak et al. Application of sinusoidal phase current control for synchronous drives
Yu et al. Design an Induction Motor Rotor Fux Ob-Server Based on Orthogonal Compensation of the Stator Flux and Back EMF
Li et al. Method of improving performance of the low-inductance PMSM drive system

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190517