一种直流偏置正弦电流电机的弱磁控制装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种直流偏置正弦电流电机的弱磁控制装置和方法，其中装置包括：速度调节器、电流分配器、d轴电流调节器、q轴电流调节器、0轴电流调节器、第一给定电压移相模块、第二给定电压移相模块、第一脉宽调节器、第二脉宽调节器、变流器、直流偏置正弦电流电机、速度传感器以及旋转坐标变换模块。本发明专利技术根据电枢电流给定值和电机转速反馈值，保持电机合成反电动势恒定为电机端电压最大值，同时，电机电枢电流合成值小于等于额定值，电枢电流合成值恒定为电机电枢电流最大值，得到d轴、q轴和0轴电流给定值，有效提高了直流偏置正弦电流电机在弱磁区间输出转矩的能力，实现直流偏置正弦电流电机高速宽范围运行的目的。

A weak magnetic control device and method for a DC bias sinusoidal current motor

The invention discloses a DC biased sinusoidal current motor weak magnetic control device and method, wherein the device comprises a speed regulator and the current distributor, d axis and q axis current regulator current regulator, 0 axis current regulator, first given voltage phase shifting module, second module, the first phase of a given voltage pulse width regulator second, pulse width regulator, converter, DC motor, sinusoidal current speed sensor and rotating coordinate transformation module. According to the given value of armature current and motor speed feedback value, keep the motor back EMF constant for the synthesis of the motor terminal voltage maximum, at the same time, the synthesis of motor armature current value is less than or equal to the rated value, the armature current value for the synthesis of constant motor armature current maximum, d axis, q axis and 0 axis current given value. Improve the capacity of the DC bias current of the motor in the weak magnetic interval sinusoidal output torque, DC bias current sinusoidal motor high speed wide range operation purposes.

【技术实现步骤摘要】
一种直流偏置正弦电流电机的弱磁控制装置和方法
本专利技术属于交流电机与驱动控制领域，更具体地，涉及一种直流偏置正弦电流电机的弱磁控制装置和方法。
技术介绍
永磁电机具有高功率密度、高效率、高功率因数等优点。但永磁电机成本较高；而且永磁电机的主气隙磁场由永磁体产生，在电机运行过程中难以调节，影响电机的调速范围。传统永磁电机大都采用基于分区控制的矢量控制算法，额定转速以下为恒转矩区；额定转速以上为恒功率区，在此区间内利用d轴电流进行弱磁控制。但是在进入深度弱磁区间时，只考虑了绕组的电压极限，而没有充分利用绕组的电流极限，因此其输出转矩能力有所下降。由此可见，现有技术存在弱磁区间输出转矩的能力差以及无法在高速宽范围运行的技术问题。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种直流偏置正弦电流电机的弱磁控制装置和方法，由此解决现有技术存在弱磁区间输出转矩的能力差以及无法在高速宽范围运行的技术问题。为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种直流偏置正弦电流电机的弱磁控制装置，包括：速度调节器，用于接收电机转速给定值ωr*与电机转速反馈值ωr的差值，输出电枢电流给定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直流偏置正弦电流电机的弱磁控制装置，其特征在于，包括：速度调节器(1)，用于接收电机转速给定值ωr

【技术特征摘要】
1.一种直流偏置正弦电流电机的弱磁控制装置，其特征在于，包括：速度调节器(1)，用于接收电机转速给定值ωr*与电机转速反馈值ωr的差值，输出电枢电流给定值i*；电流分配器(2)，用于接收电枢电流给定值i*和电机转速反馈值ωr，输出d轴电流给定值id*、q轴电流给定值iq*和0轴电流给定值i0*；d轴电流调节器(3a)，用于接收d轴电流给定值id*与d轴电流反馈值id的差值，输出d轴电压给定值ud*；q轴电流调节器(3b)，用于接收q轴电流给定值iq*与q轴电流反馈值iq的差值，输出q轴电压给定值uq*；0轴电流调节器(3c)用于接收0轴电流给定值i0*与0轴电流反馈值i0的差值，输出0轴电压给定值u0*；第一给定电压移相模块(4a)，用于接收d轴电压给定值ud*、q轴电压给定值uq*与转子位置信号θr，输出相位滞后于ud*和uq*的合成电压30度，大小为合成电压倍的电压矢量，并将其变换到静止坐标系，得到uα1*、uβ1*；第二给定电压移相模块(4b)，用于接收d轴电压给定值ud*，q轴电压给定值uq*与转子位置信号θr，输出相位滞后于ud*和uq*的合成电压150度，大小为合成电压倍的电压矢量，并将其变换到静止坐标系，得到uα2*、uβ2*；第一脉宽调节器(5a)，用于接收uα1*、uβ1*和u0*，进行空间矢量脉宽调制，产生第一逆变器的A1、B1、C1相PWM信号PWM1-6；第二脉宽调节器(5b)，用于接收uα2*、uβ2*和u0*，进行空间矢量脉宽调制，产生第二逆变器的A2、B2、C2相PWM信号PWM7-12；变流器(6)包括直流电源和12个IGBT，其中，6个IGBT组成第一逆变器，其输出端A1、B1、C1分别连接直流偏置正弦电流电机(7)A、B、C相的输入端；另外6个IGBT组成第二逆变器，其输出端A2、B2、C2分别连接直流偏置正弦电流电机(7)A、B、C相的输出端；变流器(6)的输出电压作用在直流偏置正弦电流电机(7)的三相绕组上，控制直流偏置正弦电流电机(7)三相绕组A、B、C相的电流，产生对应于输入PWM信号的带直流偏置的正弦电流信号，控制直流偏置正弦电流电机运行；速度传感器(8)，用于对转子位置信号θr进行微分得到电机转速反馈值ωr；旋转坐标变换模块(9)，用于接收电机转子位置信号θr，A、B、C相电流ia、ib、ic，得到d轴电流反馈值id、q轴电流反馈值iq、0轴电流反馈值i0。2.如权利要求1所述的一种直流偏置正弦电流电机的弱磁控制装置，其特征在于，所述速度调节器(1)通过调节i*，使得ωr*-ωr为零，d轴电流调节器(3a)通过调节ud*，使得id*-id为零，q轴电流调节器(3b)通过调节uq*，使得iq*-iq为零，0轴电流调节器(3c)通过调节u0*，使得i0*-i0为零，实现对ωr*、id*、iq*和i0*进行无差跟踪。3.如权利要求1或2所述的一种直流偏置正弦电流电机的弱磁控制装置，其特征在于，所述电流分配器(2)对电枢电流给定值i*以及电机转速反馈值ωr按下式进行计算，且满足约束条件时，得到d轴电流给定值id*、q轴电流给定值iq*和0轴电流给定值i0*：其中，d轴电感与q轴电感相等，表示为L，L0为0轴电感，u为电机端电压最大值，nr为电机转子极对数，以计算的到的d轴、q轴、0轴电流给定值作为直流偏置正弦电流电机的控制量。4.如权利要求3所述的一种直流偏置正弦电流电机的弱磁控制装置，其特征在于，所述约束条件为：保持电机合成反电动势恒定为电机端电压最大值，同时，电机电枢电流合成值小于等于额...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲荣海，于子翔，孔武斌，贾少锋，李大伟，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42