一种凸极式同步电动机的控制方法

摘要

本发明涉及一种凸极式同步电动机的控制方法，首先将dq坐标系变换到jm坐标系，由坐标变换关系将凸极式同步电动机在dq坐标系下的电磁转矩表达式进行变换，得到一种对磁阻转矩进行分解的电磁转矩表达式，然后根据直交轴电感的大小关系，选择磁阻转矩中的保留项，从而实现对凸极式同步电动机的控制。控制过程对参数不敏感，不存在曲线拟合，鲁棒性较MTPA方法得到有效提高。在本发明所述的整个控制过程中，只需要知道凸极式同步电动机的三相电流与转子位置信息，以及直交轴电感L_d、L_q的大小关系即可，对电机参数变化不敏感，控制简单，抗扰性好，调速范围宽。

主权项

1.一种凸极式同步电动机的控制方法，其特征在于步骤如下：步骤1：根据给定转速n^*与反馈转速n之差进行PI调节，得到给定交轴电流$i_q^{*}=K_{\mathrm{pn}}·e_n+K_{\mathrm{in}}\int e_n\mathrm{dt},K_{\mathrm{pn}}>0,K_{\mathrm{in}}>0;$其中：K_pn、K_in分别为PI调节器的比例、积分系数；e_n＝n^*-n；步骤2：根据给定交轴电流与反馈交轴电流i_q之差进行PI调节，得到给定交轴电压$u_q^{*}=K_{\mathrm{pq}}·e_{\mathrm{iq}}+K_{\mathrm{iq}}\int e_{\mathrm{iq}}\mathrm{dt},K_{\mathrm{pq}}>0,K_{\mathrm{iq}}>0;$其中：K_pq、K_iq分别为PI调节器的比例、积分系数；$e_{\mathrm{iq}}=i_q^{*}-i_q;$步骤3：根据直交轴电感的大小关系，选择jm坐标系下相应的电流分量进行闭环调节，经过电流PI调节器后，输出给定直轴电压，具体步骤如下：步骤（a）将dq轴坐标系顺时针旋转45°，得到jm坐标系；步骤（b）通过坐标变换公式由电流i_d、i_q得到电流i_j、i_m；步骤（c）根据电机的类型得到直交轴电感L_d和L_q，如果L_d>L_q，以电流分量i_m进行闭环调节，给定参数为反馈参数为i_m；如果L_d<L_q，以电流分量i_j进行闭环调节，给定参数为反馈参数为i_j；步骤4：以步骤3中进行闭环控制的电流分量的给定参数与反馈参数之差进行PI调节，得到给定直轴电压$u_d^{*}=K_{\mathrm{pd}}·e_{\mathrm{id}}+K_{\mathrm{id}}\int e_{\mathrm{id}}\mathrm{dt},K_{\mathrm{pd}}>0,K_{\mathrm{id}}>0;$其中：K_pd、K_id分别为PI调节器的比例、积分系数；如果进行闭环控制的电流分量为i_m，那么如果进行闭环控制的电流分量为i_j，那么步骤5：由给定的直交轴电压分量*得到给定的空间电压矢量根据空间矢量脉宽调制方法对进行矢量合成，得到逆变器所需要的控制信号。