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用于永磁同步电机电流工作点给定的优化方法技术

技术编号:40660315 阅读:5 留言:0更新日期:2024-03-18 18:52
本申请提供了用于永磁同步电机电流工作点给定的优化方法,涉及电机控制技术领域,所述方法包括:通过电机电流反馈得到电机的电流工作点,比较与预设电流工作点得到调整控制参数,监测电机的运行状态和负载变化,计算得到q轴电流给定值前馈分量,然后获取最佳电流工作点,进行弱磁补偿,再进行转矩补偿,最后进行电机矢量控制并确定永磁电机电流工作点。本申请主要解决了现有技术中MTPA控制求解不连续、弱磁控制响应慢、输出转矩控制精度低、对电机参数变化敏感等问题。可以实现对永磁电机的高效、精确控制,提高电机的运行效率、稳定性和可靠性,同时也可以减少无效的电流消耗,降低能源消耗和排放,实现节能减排的目标。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及电机控制,具体涉及用于永磁同步电机电流工作点给定的优化方法


技术介绍

1、永磁同步电机具有凸极效应,这使得我们可以通过最大转矩电流比(mtpa)控制方法来优化定子电流的使用效率。然而,由于其反电势由永磁体产生,在高速运转时,采用弱磁控制方法。mtpa控制通常采用离线查表的方式,这种方法直接根据转矩需求查表得到dq电流的给定值。但这种方法存在一些缺点,例如:没有考虑到弱磁控制时电流工作点的平滑切换;存储表格过于庞大,浪费主控芯片存储空间;表格中间值通过插值得到,控制精度变差;离线工作点表格求解困难等。另外,对于电机在高速区的弱磁控制,我们通常采用端电压闭环方法。这种方法通过采样母线电压与输出端电压进行闭环控制,输出作为id电流给定的修正值。然而,这种方法也存在一些缺点,例如:电压闭环控制器难以获得系统高带宽响应,否则电机的电流控制将引发震荡,这将拖累永磁电机高速控制性能;由于弱磁区定子磁链下降,没有补偿进而导致输出转矩严重下降;在与mtpa控制结合时,如果做分段控制则需要复杂的判断逻辑,如果在mtpa的基础上做工作点修正控制,则由于弱磁控制系统带宽低,进而易引发pwm输出饱和。传统的控制方法都没有考虑到永磁电机不同dq轴电流工作点下的电感饱和特性,这会导致输出转矩控制精度下降。同时,弱磁控制系统的电压闭环控制参数是基于定常参数设计的,当饱和特性出现后,系统将趋于不稳定或者响应变慢。此外,当电机温度变化时,转子永磁磁链发生变化,相应地影响电磁转矩输出。

2、但在实现本申请实施例中专利技术技术方案的过程中,发现上述技术至少存在如下技术问题:

3、现有技术中mtpa控制求解不连续、弱磁控制响应慢、输出转矩控制精度低、对电机参数变化敏感等问题。


技术实现思路

1、本申请主要解决了现有技术中mtpa控制求解不连续、弱磁控制响应慢、输出转矩控制精度低、对电机参数变化敏感等问题。

2、鉴于上述问题,第一方面,本申请提供了用于永磁同步电机电流工作点给定的优化方法,所述方法包括:通过电机电流反馈得到电机的实时电流工作点,比较所述实时电流工作点与预设电流工作点,得到调整控制参数,所述调整控制参数包括直轴电感ld、交轴电感lq、转子永磁磁链φf、定子电阻rs以及所述实时电流工作点对应的输出转矩;在电机运行过程中,监测电机的运行状态和负载变化,计算得到q轴电流给定值前馈分量;基于所述调整控制参数、所述q轴电流给定值前馈分量,根据电机特性曲线,确定最佳电流工作点;通过所述最佳电流工作点,进行弱磁补偿,得到d轴电流修正给定值;通过所述最佳电流工作点,进行转矩补偿,得到q轴电流修正给定值;基于所述d轴电流修正给定值、所述q轴电流修正给定值,进行电机矢量控制并确定永磁电机电流工作点。

3、第二方面,本申请提供了用于永磁同步电机电流工作点给定的优化系统,所述系统包括:调整控制参数获取模块,所述调整控制参数获取模块用于通过电机电流反馈得到电机的实时电流工作点,比较所述实时电流工作点与预设电流工作点,得到调整控制参数,所述调整控制参数包括直轴电感ld、交轴电感lq、转子永磁磁链φf、定子电阻rs以及所述实时电流工作点对应的输出转矩;定值前馈分量获取模块,所述定制前馈分量获取模块用于在电机运行过程中,监测电机的运行状态和负载变化,计算得到q轴电流给定值前馈分量;最佳电流工作点确定模块,所述最佳电流工作点确定模块是基于所述调整控制参数、所述q轴电流给定值前馈分量,根据电机特性曲线,确定最佳电流工作点;修正给定值获取模块,所述修正给定值获取模块用于通过所述最佳电流工作点,进行弱磁补偿,得到d轴电流修正给定值;通过所述最佳电流工作点,进行转矩补偿,得到q轴电流修正给定值;永磁电机电流工作点确定模块,所述永磁电机电流工作点确定模块是基于所述d轴电流修正给定值、所述q轴电流修正给定值,进行电机矢量控制并确定永磁电机电流工作点。

4、本申请中提供的一个或多个技术方案,至少具有如下技术效果或优点:

5、本申请提供了用于永磁同步电机电流工作点给定的优化方法,涉及电机控制
,所述方法包括:通过电机电流反馈得到电机的电流工作点,比较与预设电流工作点得到调整控制参数,监测电机的运行状态和负载变化,计算得到q轴电流给定值前馈分量,然后获取最佳电流工作点,进行弱磁补偿,再进行转矩补偿,最后进行电机矢量控制并确定永磁电机电流工作点。

6、本申请主要解决了现有技术中mtpa控制求解不连续、弱磁控制响应慢、输出转矩控制精度低、对电机参数变化敏感等问题。可以实现对永磁电机的高效、精确控制,提高电机的运行效率、稳定性和可靠性,同时也可以减少无效的电流消耗,降低能源消耗和排放,实现节能减排的目标。

7、上述说明仅是本申请技术方案的概述,为了能够更清楚了解本申请的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本申请的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本申请的具体实施方式。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.用于永磁同步电机电流工作点给定的优化方法,其特征在于,所述优化方法应用于永磁电机的速度控制系统、转矩控制系统,所述方法包括:

2.如权利要求1所述的用于永磁同步电机电流工作点给定的优化方法,其特征在于,所述方法包括:

3.如权利要求1所述的用于永磁同步电机电流工作点给定的优化方法,其特征在于,所述方法包括:

4.如权利要求2所述的用于永磁同步电机电流工作点给定的优化方法,其特征在于,对所述d轴电流修正给定值、所述q轴电流修正给定值,进行电机矢量控制并确定永磁电机电流工作点,所述方法包括:

5.如权利要求4所述的用于永磁同步电机电流工作点给定的优化方法,其特征在于,通过所述最佳电流工作点,进行弱磁补偿,得到d轴电流修正给定值,所述方法还包括:

6.如权利要求5所述的用于永磁同步电机电流工作点给定的优化方法,其特征在于,采用解耦的伪模型反馈单元形成的电压闭环,计算弱磁工作点,所述方法还包括:

7.如权利要求1所述的用于永磁同步电机电流工作点给定的优化方法,其特征在于,所述方法包括:

8.如权利要求3所述的用于永磁同步电机电流工作点给定的优化方法,其特征在于,所述方法包括:

9.用于永磁同步电机电流工作点给定的优化系统,其特征在于,所述系统包括:

...

【技术特征摘要】

1.用于永磁同步电机电流工作点给定的优化方法,其特征在于,所述优化方法应用于永磁电机的速度控制系统、转矩控制系统,所述方法包括:

2.如权利要求1所述的用于永磁同步电机电流工作点给定的优化方法,其特征在于,所述方法包括:

3.如权利要求1所述的用于永磁同步电机电流工作点给定的优化方法,其特征在于,所述方法包括:

4.如权利要求2所述的用于永磁同步电机电流工作点给定的优化方法,其特征在于,对所述d轴电流修正给定值、所述q轴电流修正给定值,进行电机矢量控制并确定永磁电机电流工作点,所述方法包括:

5.如权利要求4所述的用于永磁同...

【专利技术属性】
技术研发人员:于波顾玉红姜巍尹晓蓉姚嘉文杨丹青
申请(专利权)人:沈阳金晨汽车技术开发有限公司
类型:发明
国别省市:

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