一种多相永磁同步电机的闭环相位补偿控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种多相永磁同步电机的闭环相位补偿控制方法及装置。本发明专利技术根据开环电压给定算法在各谐波平面约定的电压d‑q分量和参考电压矢量数学关系，建立闭环系统约定电压d‑q分量和实际电压d‑q分量的数学关系，从而得到约定电压α‑β分量和实际电压d‑q分量的数学关系。在多相永磁同步电机实际闭环控制系统中，引入一个相位补偿角

A Closed-loop Phase Compensation Control Method and Device for Multiphase Permanent Magnet Synchronous Motor

The invention discloses a closed-loop phase compensation control method and device for a multi-phase permanent magnet synchronous motor. The present invention establishes the mathematical relationship between the agreed voltage d_q component and the actual voltage d_q component of the closed-loop system according to the mathematical relationship between the agreed voltage d_q component and the reference voltage vector of the open-loop voltage setting algorithm in each harmonic plane, thereby obtaining the mathematical relationship between the agreed voltage a_beta component and the actual voltage d_q component. A phase compensation angle is introduced into the closed-loop control system of multiphase permanent magnet synchronous motor.

【技术实现步骤摘要】
一种多相永磁同步电机的闭环相位补偿控制方法及装置
本专利技术属于交流电机与驱动控制领域，更具体地，涉及一种多相永磁同步电机的闭环相位补偿控制方法及装置。
技术介绍
相数大于3的多相系统具有低压器件实现大功率、转矩性能好和缺相容错运行等优点，使其在电压受限的大功率和高可靠性工业应用场合备受青睐。永磁电机优越的可控性，使其在越来越多的工业场景中得到应用。多相永磁同步电机兼具永磁电机可控性好和多相电机可靠性高的优点，因此具有广阔的应用前景。当前多相永磁同步电机多采用基波正弦供电，没有发挥其最佳性能。相比传统三相电机，多相电机具有更多的设计和控制自由度，方波绕组电机通过方波非正弦供电，能够实现最佳性能，可以通过谐波注入方波供电技术实现。传统的非正弦供电技术基于多相异步电机开环电压参考矢量给定方式，在多相永磁同步电机的闭环下无法正常工作。而多相永磁同步电机必须采用闭环控制方式，以防止电机发生失步引起的失控和安全问题。实际上，对于开环电压给定方式的多相电机控制算法，均需要各谐波平面单独补偿实际电压d-q分量大小及符号关系对Uαβ的影响。在谐波注入非正弦供电技术中，谐波磁场的相位和幅值将作用于气隙本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多相永磁同步电机的闭环相位补偿控制方法，其特征在于，所述多相永磁同步电机的相数n大于3且为奇数，其存在(n‑1)/2个谐波平面，包括以下步骤：(1)根据电机转速反馈值和电机转速给定值之间的误差值，确定电枢电流给定值，基于电枢电流给定值确定各谐波平面d轴给定电流和各谐波平面q轴给定电流；(2)将静止相坐标轴系下的电机n相电流变换为旋转正交d‑q轴系下各谐波平面电流分量；根据旋转正交d‑q轴系下各谐波平面电流分量的d轴电流分量q轴电流分量，分别确定各谐波平面d轴电流反馈值和各谐波平面q轴电流反馈值；(3)将各谐波平面d轴给定电流与对应的谐波平面d轴电流反馈值作差，得到各谐波平面d轴电流误差...

【技术特征摘要】
1.一种多相永磁同步电机的闭环相位补偿控制方法，其特征在于，所述多相永磁同步电机的相数n大于3且为奇数，其存在(n-1)/2个谐波平面，包括以下步骤：(1)根据电机转速反馈值和电机转速给定值之间的误差值，确定电枢电流给定值，基于电枢电流给定值确定各谐波平面d轴给定电流和各谐波平面q轴给定电流；(2)将静止相坐标轴系下的电机n相电流变换为旋转正交d-q轴系下各谐波平面电流分量；根据旋转正交d-q轴系下各谐波平面电流分量的d轴电流分量q轴电流分量，分别确定各谐波平面d轴电流反馈值和各谐波平面q轴电流反馈值；(3)将各谐波平面d轴给定电流与对应的谐波平面d轴电流反馈值作差，得到各谐波平面d轴电流误差值，根据各谐波平面d轴电流误差值计算得到各谐波平面d轴电压给定值；将各谐波平面q轴给定电流与对应的谐波平面q轴电流反馈值作差，得到各谐波平面q轴电流误差值，根据各谐波平面q轴电流误差值计算得到各谐波平面q轴电压给定值；(4)通过调节电枢电流给定值，进而调节各谐波平面d轴电流给定值和各谐波平面q轴电流给定值，使得电机转速给定值与电机转速反馈值的差值为零；通过调节各谐波平面d轴电压给定值，使得各谐波平面d轴电流给定值和其对应的谐波平面d轴电流反馈值差值为零；通过调节各谐波平面q轴电压给定值，使得各谐波平面q轴电流给定值和其对应的谐波平面q轴电流反馈值差值为零；(5)根据各谐波平面d轴电压给定值和各谐波平面q轴电压给定值，计算得到各谐波平面补偿后位置角；(6)根据各谐波平面补偿后位置角、各谐波平面d轴电压给定值和各谐波平面q轴电压给定值确定对应的静止坐标系下的α轴电压给定值和β轴电压给定值；(7)根据静止坐标系下的α轴电压给定值和β轴电压给定值，得到非正弦相调制波，将其作为PWM调制波对驱动脉冲进行调制，得到n相PWM信号，控制多相永磁同步电机运行。2.根据权利要求1所述的多相永磁同步电机的闭环相位补偿控制方法，其特征在于，设电机转速反馈值为ωr，电机转速给定值为电枢电流给定值为各谐波平面d轴给定电流为各谐波平面q轴给定电流为所述步骤(1)中，基于电枢电流给定值确定各谐波平面d轴给定电流和各谐波平面q轴给定电流，具体包括：基于电枢电流给定值，使得电机d轴电流分量为零，设各谐波平面电流注入系数为k1,k3,...,kn-2，则各谐波平面d轴给定电流为各谐波平面q轴给定电流为：3.根据权利要求1所述的多相永磁同步电机的闭环相位补偿控制方法，其特征在于，设各谐波平面d轴电压给定值为各谐波平面q轴电压给定值为所述步骤(5)中具体通过如下公式计算各谐波平面补偿后位置角其中，θr为电机实际反馈角度，4.根据权利要求1所述的多相永磁同步电机的闭环相位补偿控制方法，其特征在于，所述步骤(6)具体包括：其中，R-1(θ*)为反旋转变换矩阵，为第k个谐波平面电压正交同步旋转轴的两个分量；第k个谐波平面电压正交静止轴的两个分量；5.根据权利要求4所述的多相永磁同步电机的闭环相位补偿控制方法，其特征在于，所述步骤(7)中根据静止坐标系下的α轴电压给定值和β轴电压给定值，得到非正弦相调制波，具体包括：根据静止坐标系下的α轴电压给定值和β轴电压给定值，得到非正弦相调制波Uout：其中，Uout＝[u1,u2,u3,...,un]，ui为第i相电压，1≤i≤n，T-1(0)为正交静止坐标分量变换为多相自然静止坐标分量的坐...

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