一种永磁同步电机的控制方法及系统技术方案

技术编号:9696674 阅读:109 留言:0更新日期:2014-02-21 04:49
本发明专利技术公开了一种永磁同步电机的控制方法及系统,所述方法包括采用电压模型和电流模型计算永磁同步电机的定子磁链并计算出定子磁链的偏差;再利用两相静止坐标系与两相同步旋转坐标系间的转换矩阵计算出dq坐标系下同步电机定子的磁链、转子磁链,最后利用转子q轴磁链的闭环锁相技术计算出永磁同步电机的转子位置角度、角速度。实施本发明专利技术的有益效果是,基于永磁同步电机转子磁链闭环锁相环的无传感器估算方法,采用了电压-电流双模型对定子磁链偏差进行补偿的技术,提高了估算算法的准确性,可以实现对永磁同步电机全速度范围内的有效控制。

【技术实现步骤摘要】
—种永磁同步电机的控制方法及系统
本专利技术涉及同步电机的控制领域,更具体地说,涉及一种应用于全功率风电变流器的永磁同步电机的控制方法及系统。
技术介绍
直驱型风力发电系统是一种新型的风力发电系统,采用风机直接驱动多极低速永磁同步电机(PMSM)发电,然后通过全功率变流器转换后的电能并入电网。相对双馈异步电机(DFIG)风电系统,直驱型风力发电系统省去了传统齿轮箱,系统效率和运行可靠性高,并具有更容易实现低压穿越功能的优点,所以直驱型风力发电系统具有广泛的应用前景。全功率变流器直驱型风力发电系统中的关键设备,既要实现对电网转换优质电能的功能,又要对PMSM进行控制,其中PMSM的控制的前提是需要获得可靠的转子信息。现有的获得可靠的转子信息的方法包括(I)有传感器技术,采用光电码盘、旋转变压器等机械装置测量,会带来成本增加、安装维护困难、外界干扰等问题;(2)反电动势法,是现有风电变流器中应用较多的永磁同步电机无传感器方法。但由于低速时电机的反电动势较小,加上受外界干扰因素影响,难以准确检测到反电动势。因此,该方法无法控制电机在低速时的稳定运行。以及一些其它无传感器估算转子位置角的方法不仅处理方法和实现过程较为复杂、其实际应用的有效性有待验证,而且无法保证其计算精度。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于,针对现有技术的上述缺陷,提供一种应用于全功率风电变流器的永磁同步电机的控制方法及系统。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种永磁同步电机的控制方法,所述方法包括:采样永磁同步电机的三相定子电压ua、ub、U。,定子电流ia、ib、i。,通过从abc三相静止坐标系变换到α β两相静止坐标系,计算出α β坐标系下的电压11。、110和电流ia、i@ ;采用电压模型计算永磁同步电机α β坐标系下的第一定子磁链Va_u和Ve_u:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种永磁同步电机的控制方法,其特征在于,所述方法包括:采样永磁同步电机的三相定子电压ua、ub、uc,定子电流ia、ib、ic,通过从abc三相静止坐标系变换到αβ两相静止坐标系,计算出αβ坐标系下的电压uα、uβ和电流iα、iβ;采用电压模型计算永磁同步电机αβ坐标系下的第一定子磁链ψα?u和ψβ?u:ψα-u=∫(uα-iα·Rs-uα-z)dtψβ-u=∫(uβ-iβ·Rs-uβ-z)dt;式中,uα?z、uβ?z为补偿的电压量;Rs为永磁同步电机的定子绕组的电阻;采用电流模型计算永磁同步电机αβ坐标系下的第二定子磁链ψα?i和ψβ?i:ψα-i=iα·Ls+ψf·cosθsψβ-i=iβ·Ls+ψf·sinθs;式中,Ls为永磁同步电机的定子电感;ψf为永磁同步电机的永磁体磁通量;sinθs、cosθs为估算的永磁同步电机转子角度θs计算的正弦、余弦值;计算出永磁同步电机αβ坐标系下第一定子磁链和第二定子磁链间的偏差ψα?err和ψβ?err:ψα-err=ψα-u-ψα-iψβ-err=ψβ-u-ψβ-i;利用两相静止坐标系αβ与两相同步旋转坐标系dq间的转换矩阵计算出dq坐标系下永磁同步电机定子的磁链ψd?s和ψq?s:ψd-s=ψα-u·cosθs+ψβ-u·sinθsψq-s=-ψα-u·sinθs+ψβ-u·cosθs;计算出永磁同步电机转子q轴的磁链ψq?r:ψq?r=ψq?s?Ls·iq;式中,iq是永磁同步电机定子电流dq坐标系下的q轴分量;令ψq?r=0,计算出估算的永磁同步电机转子角度θs,根据所述估算的永磁同步电机转子角度θs控制永磁同步电机的运行。...

【技术特征摘要】
1.一种永磁同步电机的控制方法,其特征在于,所述方法包括: 采样永磁同步电机的三相定子电压Ua、ub、uc,定子电流ia、ib、ic,通过从abc三相静止坐标系变换到α β两相静止坐标系,计算出α β坐标系下的电压uα、uβ和电流iα、iβ ;采用电压模型计算永磁同步电机α β坐标系下的第一定子磁链Vα-U和Vβ-u: 2.根据权利要求1所述的永磁同步电机的控制方法,其特征在于,补偿的电压量1_2、ue_z采用PI控制器调节,计算公式为: 3.根据权利要求1所述的永磁同步电机的控制方法,其特征在于,估算的永磁同步电机转子角速度计算公式如下: 4.一种永磁同步电机的控制系统,其特征在于,包括永磁同步电机、第一坐标变换单元、第二坐标变换单元、第一控制单元、第二控制单元、空间矢量脉宽调制单元以及变换器,其中,所述变换器与所述永磁同步电机连接;所述第一坐标变换单元和第二坐标变换单元依次连接在所述变换器与所述永磁同步电机之间;所述第一控制单元与第二控制单元均分别与所述第二变换单元和所述空间矢量脉宽调制单元连接,所述变换器与所述空间矢量脉宽调制单元连接; 所述第一坐标变换单元用于将永磁同步电机的三相定子电流ia、ib、i。变换到α β两相静止坐标系统下的定子电流i...

【专利技术属性】
技术研发人员:付明星林建李明成李静许本福
申请(专利权)人:中广核工程有限公司中国广核集团有限公司
类型:发明
国别省市:

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