一种基于交轴电流反向的记忆电机调磁转速波动抑制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于交轴电流反向的记忆电机调磁转速波动抑制方法，涉及电机控制技术领域。本发明专利技术公开了一种基于交轴电流反向的记忆电机调磁转速波动抑制方法，针对高凸极率记忆电机充磁时电磁转矩反向从而导致转速波动很大这一问题，本发明专利技术方法通过提前测量转矩反向对应的直轴电流值，当实际直轴调磁电流处于转矩反向对应电流范围内时，将转速控制器的输出反向，作为交轴电流参考值。该种方法可以避免调磁时出现负转矩(即转矩反向)，降低了转矩波动，因此大大降低了转速波动。因此大大降低了转速波动。因此大大降低了转速波动。

【技术实现步骤摘要】
一种基于交轴电流反向的记忆电机调磁转速波动抑制方法


[0001]本专利技术涉及电机控制
，具体为一种基于交轴电流反向的记忆电机调磁转速波动抑制方法。

技术介绍

[0002]记忆电机(Memorymachine,MM)，内部放置有低矫顽力永磁，可以通过施加直轴(d轴)脉冲电流改变其磁化状态(Magnetizationstate,MS)，从而改变电机永磁磁链。因此，通过灵活的调节永磁磁链，记忆电机可以运行在多种场合，通常低速时，将电机永磁磁链调高，以产生大转矩；高速时，降低永磁磁链，实现宽速运行。然而，记忆电机磁化状态调节时需要施加d轴脉冲电流，幅值较大，约为额定电流2
‑
3倍，会引起较大转速波动，对于高凸极率记忆电机，磁阻转矩分量大，施加充磁d轴电流时，转矩不可避免的会降低至0，负载时采用传统控制方法将会引起非常大的转速波动。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种基于交轴电流反向的记忆电机调磁转速波动抑制方法，通过将交轴q轴电流反向，保证转矩不反向，降低转矩波动，从而可以大大降低转速波动。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：记忆电机调磁转速波动抑制方法，包括建立dq坐标系，定义记忆电机中的直轴为d轴，交轴为q轴，测量记忆电机空载时的dq轴电感值记作L
dn
和L
qn
；
[0005]向记忆电机施加恒定正的q轴电流，并与测量的记忆电机空载时的dq轴电感值相配合，判断调磁时电磁转矩是否反向，即调磁时电磁转矩是否会从正变为负，若调磁时电磁转矩不反向，则不对q轴电流参考值反向；
[0006]若调磁时电磁转矩反向，则提前测量电磁转矩反向对应的d轴电流值i
dr1
(电流上升阶段)和i
dr2
(电流下降阶段)；
[0007]调磁时，在电流上升阶段，当d轴电流小于i
dr1
，或者在电流下降阶段，当d轴电流小于i
dr2
时，速度控制器直接输出q轴电流参考值；在电流上升阶段，当d轴电流大于i
dr1
或者，在电流下降阶段，当d轴电流大于i
dr2
时，速度控制器的输出经反向器后，作为q轴电流参考值。
[0008]进一步的，判断调磁时电磁转矩是否反向，具体包括如下：
[0009]电机电磁转矩方程为
[0010][0011]式中，i
d
和i
q
分别为d轴和q轴电流，L
d
和L
q
分别为d轴和q轴电感，ψ
PM
为可变的永磁磁链，p为极对数，ψ
t
为定义的等效磁链；
[0012]将测量的空载dq轴电感值，以及调磁的d轴电流值，代入上式中，判断调磁过程中，等效磁链ψ
t
是否会由大于0变成小于0，即当i
q
保持极性不变时，电磁转矩是否反向。
[0013]进一步的，测量转矩反向对应的d轴电流值，具体如下：
[0014]将电机安装在配置有转矩传感器的测试台，并将转子锁死；
[0015]施加恒定正的i
q
，从0缓慢增大i
d
(电流上升阶段)直到达到调磁电流幅值，同时观察转矩传感器测量值，当转矩由正值变为负时，记下转矩为0时，对应的i
d
电流值为i
dr1
；
[0016]保持恒定正的i
q
，从调磁电流幅值缓慢减小i
d
(电流下降阶段)到0，同时观察转矩传感器的测量值，当转矩由负值变为正时，记下转矩为0时，对应的i
d
电流值为i
dr2
；
[0017]改变i
q
的幅值，重复上述操作，最终得到不同i
q
下的i
dr1
和i
dr2
，然后拟合得到i
dr1
(i
q
)和i
dr2
(i
q
)，存储至控制器中。
[0018]本专利技术至少具备以下有益效果：
[0019]1.本专利技术方法在测量转矩反向对应的d轴电流时，充分考虑了q轴电流对电机参数的影响，测量更加准确；
[0020]2.本专利技术方法跟传统方法比，通过交轴电流反向控制，可以极大的降低记忆电机调磁转速波动。
[0021]当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
[0022]图1是本专利技术的交轴电流反向控制方法流程图；
[0023]图2是本专利技术的交轴电流反向控制方法的Simulink模型；
[0024]图3是本专利技术的转矩反向对应的电流i
dr1
和i
dr2
的测试方案示意图；
[0025]图4是本专利技术的采用传统方法调磁的转速和电流波形；
[0026]图5是本专利技术的采用交轴电流反向控制方法调磁的转速和电流波形。
具体实施方式
[0027]下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本公开保护的范围。
[0028]请参阅图1
‑
5，本专利技术提供一种技术方案：一种基于交轴电流反向的记忆电机调磁转速波动抑制方法，具体步骤如下：
[0029]S1、建立dq坐标系，定义记忆电机中的直轴为d轴，交轴为q轴，测量记忆电机空载时的dq轴电感值记作L
dn
和L
qn
；
[0030]S2、向记忆电机施加恒定正的q轴电流，并与测量的记忆电机空载时的dq轴电感值相配合，判断调磁时电磁转矩是否反向，即调磁时电磁转矩是否会从正变为负，若调磁时电磁转矩不反向，则不对q轴电流参考值反向；
[0031]进一步地，判断调磁时电磁转矩是否反向的步骤，具体包括如下：
[0032]S2.1、电机电磁转矩方程为
[0033][0034]式中，i
d
和i
q
分别为d轴和q轴电流，L
d
和L
q
分别为d轴和q轴电感，ψ
PM
为可变的永磁磁链，p为极对数，ψ
t
为定义的等效磁链；
[0035]S2.2、将S1测量的空载dq轴电感，以及调磁的d轴电流值，代入公式(1)，判断调磁过程中，等效磁链ψ
t
是否会由大于0变成小于0，即当i
q
保持极性不变时，电磁转矩是否反向；
[0036]需要说明的是，这种现象只出现在凸极率较大的记忆电机中，由于记忆电机需要施加脉冲的电流，L<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于交轴电流反向的记忆电机调磁转速波动抑制方法，其特征在于，包括：建立dq坐标系，定义记忆电机中的直轴为d轴，交轴为q轴，测量记忆电机空载时的dq轴电感值记作L
dn
和L
qn
；向记忆电机施加恒定正的q轴电流，并与测量的记忆电机空载时的dq轴电感值相配合，判断调磁时电磁转矩是否反向，即调磁时电磁转矩是否会从正变为负，若调磁时电磁转矩不反向，则不对q轴电流参考值反向；若调磁时电磁转矩反向，则提前测量电磁转矩反向对应的d轴电流值i
dr1
(电流上升阶段)和i
dr2
(电流下降阶段)；调磁时，在电流上升阶段，当d轴电流小于i
dr1
，或者在电流下降阶段，当d轴电流小于i
dr2
时，速度控制器直接输出q轴电流参考值；在电流上升阶段，当d轴电流大于i
dr1
或者，在电流下降阶段，当d轴电流大于i
dr2
时，速度控制器的输出经反向器后，作为q轴电流参考值。2.根据权利要求1所述的一种基于交轴电流反向的记忆电机调磁转速波动抑制方法，其特征在于，判断调磁时电磁转矩是否反向，具体包括如下：电机电磁转矩方程为式中，i
d
和i
q
分别为d轴和q轴电流，L
d
和L
q
分别为d轴和q轴电感,ψ
PM
为可变的永磁磁链，p为极对...

【专利技术属性】
技术研发人员：林鹤云，仲宇翔，王激尧，阳辉，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：