一种考虑非线性特性的永磁同步电动机模拟器及其控制方法技术
【技术实现步骤摘要】
一种考虑非线性特性的永磁同步电动机模拟器及其控制方法
本专利技术涉及一种考虑非线性特性的永磁同步电动机模拟器及其控制方法，属于电力电子的
技术介绍
目前，针对永磁同步电机的建模和模拟，往往以理想反电势永磁同步电机为模拟或建模对象。如中国专利《一种永磁同步电机的功率模拟方法》(公开日：2013.12.25、公开号：CN103472391A)首先建立了永磁同步电机在反电势正弦情况下的数学模型，将电机驱动器的输出电压作为永磁同步电机数学模型的输入，计算出此状态下永磁同步电机应有的输出电流，将此电流作为三相全桥变换器的参考电流，并通过滞环控制完成模拟。这种功率模拟方法只能模拟永磁同步电机在反电势正弦时的功率特性，且用滞环控制开关频率不固定，电流谐波含量大。事实上，由于电机设计与制造工艺的限制，永磁同步电机的反电势往往呈现非正弦的特性，其反电势中包含着高次谐波，且电机定子绕组三相不完全对称，会导致三相反电势不对称。现有的永磁同步电动机模拟技术都是基于正弦波理想反电势的线性模型进行各种电机工况的模拟，并未考虑到非线性反电势特性对电机模拟精度的影响，且现有的控制方法无...
【技术保护点】
一种考虑非线性特性的永磁同步电动机模拟器控制方法，其特征在于，包括以下步骤：检测永磁同步电动机在额定转速下的反电势波形，计算得到单位转速下永磁同步电动机的反电势数据并建立电动机反电势表；在永磁同步电动机反电势非正弦条件下，建立基于两相同步旋转坐标系的非线性永磁同步电动机的数学模型，并对模型进行离散化处理；检测电机驱动器输出三相电压，经坐标变换并结合当前周期的电角度得到交直轴电压分量；根据当前周期的电角度和电动机反电势表中的反电势数据，获取永磁同步电动机当前周期的三相反电势，经坐标变换并结合当前周期的电角度转换成交直轴反电势分量；将所述交直轴电压分量和交直轴反电势分量作为非线...
【技术特征摘要】
1.一种考虑非线性特性的永磁同步电动机模拟器控制方法，其特征在于，包括以下步骤：检测永磁同步电动机在额定转速下的反电势波形，计算得到单位转速下永磁同步电动机的反电势数据并建立电动机反电势表；在永磁同步电动机反电势非正弦条件下，建立基于两相同步旋转坐标系的非线性永磁同步电动机的数学模型，并对模型进行离散化处理；检测电机驱动器输出三相电压，经坐标变换并结合当前周期的电角度得到交直轴电压分量；根据当前周期的电角度和电动机反电势表中的反电势数据，获取永磁同步电动机当前周期的三相反电势，经坐标变换并结合当前周期的电角度转换成交直轴反电势分量；将所述交直轴电压分量和交直轴反电势分量作为非线性永磁同步电动机数学模型的输入，运用所述模型解算出下一周期虚拟永磁同步电动机的dq轴电流并将其作为下一周期闭环控制的指令电流，并利用模型解算出下一周期的机械角速度、电角度和电动机转速，用于计算下一周期的永磁同步电动机反电势和提供下一周期坐标变换的电角度；检测三相全桥变换器输出三相电流，经坐标变换并结合当前周期的电角度得到交直轴电流分量；及将上一周期根据模型所解算出的dq轴电流作为当前周期的指令电流，并对当前周期的指令电流和交直轴电流分量的差值进行闭环控制调节，其输出结果经帕克反变换后得到输出电压通入SVPWM调制模块，使三相全桥变换器实际输出上一周期所解算出的指令电流。2.根据权利要求1所述一种考虑非线性特性的永磁同步电动机模拟器控制方法，其特征在于：所述非线性永磁同步电动机数学模型包括定子电压方程，具体为：其中，Ld，Lq为dq轴等效电感；ud，uq分别是永磁同步电动机定子的dq轴电压分量；id，iq分别是永磁同步电动机定子的dq轴电流分量；R是永磁同步电动机定子的电阻；ed，eq为永磁同步电动机的dq轴反电势分量；ωe为永磁同步电动机电动机的电角速度。3.根据权利要求1所述一种考虑非线性特性的永磁同步电动机模拟器控制方法，其特征在于：所述非线性永磁同步电动机数学模型包括电磁转矩方程，具体为：其中，P为永磁同步电动机的极对数；Ld，Lq为dq轴等效电感；id，iq分别是永磁同步电动机定子的dq轴电流分量；ed，eq为永磁同步电动机的dq轴反电势分量；ωm为永磁同步电动机的机械角速度。4.根据权利要求1所述一种考虑非线性特性的永磁同步电动机模拟器控制方法，其特征在于：所述非线性永磁同步电动机数学模型包括运动方程，具体为：
【专利技术属性】
技术研发人员：郭鸿浩，金帅炯，郭前岗，朱冠宇，吕鹏程，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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