本发明专利技术提供了一种永磁同步电机解耦电流控制方法，首先根据电机d轴电感和q轴电感、电流反馈系数、PWM增益、电机每相定子绕组电阻以及d轴q轴期望闭环电流时间常数计算电流PI控制器比例增益；然后计算电流PI控制器积分时间常数和电流误差；最终得到解耦电流PI控制器输出。本发明专利技术可根据电机参数、逆变器增益以及给定的期望闭环电流时间常数可直接完成电流的解耦控制，电流环响应快速，超调量小，d轴电流和q轴电流可实现独立调节。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及交流调速
，特别是涉及永磁同步电机矢量控制系统的电流控 制。
技术介绍
永磁同步电机的调速系统在国防、工业及制造业等领域的应用越来越广泛，对其 性能的要求越来越高。目前永磁同步电机控制多采用速度、电流的双闭环矢量控制技术，其 中，电流控制是基础，其控制性能的好坏决定着伺服系统的调速性能。目前电流控制器多采 用比例-积分（PI)的控制，而PI控制器的参数整定也大多依赖与调试人员的经验，多数靠 试凑的方法进行控制器参数整定，参数整定不合适可能会产生运行过程中的过流、电流振 荡，或是高次谐波电流成分增加，导致电磁兼容性变差，甚至会烧毁功率主回路，而这种靠 试凑的整定方法也往往费时费力，参数整定效率低，不利于生产调试。另外，从永磁同步电 机的电压方程可以看出，其d轴电压方程和q轴电压方程相互耦合，因而，其d轴电流的调 节和q轴电流的调节相互影响，控制上并非独立的，影响其电流的控制精度和动态性等。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供，通 过解親，实现了永磁同步电机d轴电流和q轴电流的独立控制，并在此基础上，完成了电流 控制器参数的计算、电流PI控制器的实现。 本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤： 第一步，根据电机d轴电感Ld、电机q轴电感Lq、电流反馈系数kf、PWM增益kpwm、d 轴期望闭环电流时间常数!^和q轴期望闭环电流时间常数Tw计算d轴电流PI控制器比'和q轴电流PI控制器比例增益 第二步，计算d轴电流PI控制器积分时间常数Tld=Ld/R和q轴PI控制器积分 时间常数Tlq=Lq/R，其中，R为电机每相定子绕组电阻；第二步，计算d轴电流误差=/(/(/)-/(/(Z)和q轴电流误差-/(/(?)， 其中，<(〇和<(〇分别为d轴电流给定值和q轴电流给定值，Id(t)和Iq(t)分别为d轴电 流反馈和q轴电流反馈； 第四步，计算解耦电流PI控制器输出d轴电流PI控制器输出和q轴电流PI控制器输出，其中，P#电机极对数，ω⑴为电机转 速。 所述d轴期望闭环电流时间常数TjPq轴期望闭环电流时间常数Tq的取值范围 均为0· 3~2ms。 本专利技术的有益效果是：当电机参数已知时，可根据电机参数、逆变器增益以及给定 的期望闭环电流时间常数可直接完成电流的解耦控制，电流环响应快速、超调量小，d轴电 流和q轴电流可实现独立调节。【具体实施方式】 下面结合实施例对本专利技术进一步说明，本专利技术包括但不仅限于下述实施例。 本专利技术公开了，通过解耦，实现了永磁同步 电机d轴电流和q轴电流的独立控制，并在此基础上，完成了电流控制器参数的计算、电流 PI控制器的实现，具体步骤为： 第一步，根据电机d轴电感Ld、电机q轴电感Lq、电流反馈系数kf、PWM增益k_、电 机每相定子绕组电阻R、d轴期望闭环电流时间常数I；d、q轴期望闭环电流时间常数L，计 算电流PI控制器比例增益 其中，Kpd为d轴电流PI控制器比例增益，Kpq为q轴电流PI控制器比例增益，T& 及Teq的取值范围为0. 3~2ms; 第二步，计算电流PI控制器积分时间常数 Tid=Ld/R Tlq=Lq/R 其中，Tld为d轴电流PI控制器积分时间常数，Tlq为q轴PI控制器积分时间常数； 第二步，计算电流误差 其中，ejPeq分别为d轴电流误差和q轴电流误差，$和< 分别为d轴电流给定 值和q轴电流给定值，Id和Iq分别为d轴电流反馈和q轴电流反馈； 第四步，计算解耦电流PI控制器输出 其中，ud(t)为d轴电流PI控制器输出，uq(t)为q轴电流PI控制器输出，pn为电 机极对数，ω(t)为电机转速。 实施例1 : 设电机d轴电感Ld= 7. 2mH，电机q轴电感Lq=19mH、电流反馈系数kf=112. 8、 PWM增益kPWM= 0. 079、电机每相定子绕组电阻R=1. 24Ω、d轴期望闭环电流时间常数Tcd =0. 3ms、q轴期望闭环电流时间常数Tcq= 0. 3ms，电机极对数pn=2,则实现电流控制器 参数整定方法如下： 第一步，计算电流PI控制器的比例增益 第二步，计算电流PI控制器积分时间常数 Tld=Ld/R= 7. 2X10Vi. 24 = 0· 00581s Tlq=Lq/R= 19X10 3/1· 24 = 0· 01532s 第二步，计算电流误差 第四步，计算解耦电流PI控制器输出 实施例2 : 设电机d轴电感Ld= 7. 2mH，电机q轴电感Lq=19mH、电流反馈系数kf=112. 8、 PWM增益kPWM= 0. 079、电机每相定子绕组电阻R=1. 24Ω、d轴期望闭环电流时间常数Tcd =2ms、q轴期望闭环电流时间常数1^= 2ms，电机极对数pn=2,则实现电流控制器参数 整定方法如下： 第一步，计算电流PI控制器的比例增益 第二步，计算电流PI控制器积分时间常数 Tld=Ld/R= 7· 2X10Vi. 24 = 0· 00581s Tlq=Lq/R= 19X10 3/1· 24 = 0· 01532s 第二步，计算电流误差 第四步，计算解耦电流PI控制器输出【主权项】1. 一种永磁同步电机解親电流控制方法，其特征在于包括下述步骤： 第一步，根据电机d轴电感Ld、电机q轴电感Lq、电流反馈系数kf、PWM增益k_、d轴期 望闭环电流时间常数UP q轴期望闭环电流时间常数T ^计算d轴电流PI控制器比例增 益和q轴电流PI控制器比例增益第二步，计算d轴电流PI控制器积分时间常数Tld= L d/R和q轴PI控制器积分时间 常数Tlq= L q/R，其中，R为电机每相定子绕组电阻； 第二步，计算d轴电流误差和q轴电流误差其中，分别为d轴电流给定值和q轴电流给定值，Id⑴和I q⑴分别为d轴电流反 馈和q轴电流反馈； 第四步，计算解耦电流PI控制器输出d轴电流PI控制器输出和q轴电流PI控制器输出(其）中，PnS电机极对数，ω (t)为电 机转速。2. 根据权利要求1永磁同步电机解耦电流控制方法，其特征在于：所述d轴期望闭环 电流时间常数UP q轴期望闭环电流时间常数T q的取值范围均为0. 3~2ms。【专利摘要】本专利技术提供了，首先根据电机d轴电感和q轴电感、电流反馈系数、PWM增益、电机每相定子绕组电阻以及d轴q轴期望闭环电流时间常数计算电流PI控制器比例增益；然后计算电流PI控制器积分时间常数和电流误差；最终得到解耦电流PI控制器输出。本专利技术可根据电机参数、逆变器增益以及给定的期望闭环电流时间常数可直接完成电流的解耦控制，电流环响应快速，超调量小，d轴电流和q轴电流可实现独立调节。【IPC分类】H02P21/22【公开号】CN105356809【申请号】CN201510726813【专利技术人】李长红 【申请人】中国兵器工业集团第二O二研究所【公开日】2016年2月24日【申请日】2015年10月30日本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种永磁同步电机解耦电流控制方法，其特征在于包括下述步骤：第一步，根据电机d轴电感Ld、电机q轴电感Lq、电流反馈系数kf、PWM增益kpwm、d轴期望闭环电流时间常数Tcd和q轴期望闭环电流时间常数Tcq，计算d轴电流PI控制器比例增益Kpd=LdTcdkpwmkf]]>和q轴电流PI控制器比例增益Kpq=LqTcqkpwmkf;]]>第二步，计算d轴电流PI控制器积分时间常数Tid＝Ld/R和q轴PI控制器积分时间常数Tiq＝Lq/R，其中，R为电机每相定子绕组电阻；第三步，计算d轴电流误差和q轴电流误差其中，和分别为d轴电流给定值和q轴电流给定值，Id(t)和Iq(t)分别为d轴电流反馈和q轴电流反馈；第四步，计算解耦电流PI控制器输出d轴电流PI控制器输出ud(t)=Kpd(ed(t)+1Tid∫0ted(τ)dτ)-pnLqkfkpwmω(t)Iq(t)]]>和q轴电流PI控制器输出(其)中，pn为电机极对数，ω(t)为电机转速。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李长红，
申请(专利权)人：中国兵器工业集团第二O二研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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