空间矢量调制的永磁开关磁链电机转矩角线性调速方法

摘要

本发明公布了一种空间矢量调制的永磁开关磁链电机转矩角线性调速方法，属定子永磁式电机调速方法。本发明调速方法定义永磁开关磁链电机定子磁链矢量与空载永磁磁链矢量的夹角为转矩角，建立合成空间矢量与转矩角的线性关系，通过选择合成空间矢量直接线性地调节永磁开关磁链电机的转矩角正弦值来控制转矩。本发明结合了矢量控制对转矩线性调节和直接转矩控制直接调节转矩角、无电流环节、无坐标变换的特点，实现简单，仅须辨识定子磁链，参数鲁棒性强，电流谐波小，转矩脉动小，磁链波动小，具有良好的调速性能。

主权项

1.一种空间矢量调制的永磁开关磁链电机转矩角线性调速方法，采用位置传感器检测得到永磁开关磁链电机的空载永磁磁链矢量角θ，将所述空载永磁磁链矢量角θ经过微分环节得到永磁开关磁链电机实际角速度ω，将给定的永磁开关磁链电机角速度ω^*与实际角速度ω的差依次经过PI环节、限幅环节得到永磁开关磁链电机瞬时转矩角正弦值的给定值sinδ^*；将给定的永磁开关磁链电机定子磁链幅值ψ^*以及永磁开关磁链电机瞬时转矩角正弦值的给定值sinδ^*、永磁开关磁链电机的空载永磁磁链矢量角θ经过目标定子磁链矢量环节得到永磁开关磁链电机下一时刻目标定子磁链矢量将永磁开关磁链电机下一时刻目标定子磁链矢量与永磁开关磁链电机当前定子磁链矢量作矢量差得到永磁开关磁链电机定子磁链变化量将永磁开关磁链电机定子磁链变化量经过空间矢量调制环节生成得到三相全桥逆变器的三相占空比即A相占空比D_A、B相占空比D_B、C相占空比D_C，将所述三相占空比经过三相全桥逆变器得到永磁开关磁链电机在静止abc坐标下的三相相电流即A相电流i_sa、B相电流i_sb、C相电流i_sc，采用所述三相相电流驱动永磁开关磁链电机得到永磁开关磁链电机输出的目标电磁转矩T_e；k+1时刻永磁开关磁链电机的目标电磁转矩为：${T_{e(k+1)}}^{*}=\frac{3p}{2}\left|{\overrightarrow{\psi }}_m\right|\left|{\overrightarrow{I}}_q\right|=\frac{3p}{2L_s}\left|{\overrightarrow{\psi }}_{k+1}^{*}\right|\left|{\overrightarrow{\psi }}_m\right|{\sin \delta }^{*},$其中k为当前时刻，L_s为永磁开关磁链电机定子电感，p为永磁开关磁链电机极对数，为永磁开关磁链电机当前空载永磁磁链矢量，表示永磁开关磁链电机的q轴电流，其特征在于：永磁开关磁链电机定子磁链矢量与空载永磁磁链矢量的夹角即转矩角δ的求取如下：所述永磁开关磁链电机包括n个转子齿和3对定子齿，n为自然数，永磁开关磁链电机空载永磁磁链矢量角θ的求取如下：每一个转子齿与定子齿的工作方式都相同，其中第一转子齿的工作方式如下，当第一转子齿轴线与定子齿轴线相差机械角度时，此时永磁开关磁链电机空载永磁磁链矢量角θ＝0°；以此类推，当第一转子齿轴线与定子齿轴线相差机械角度时，此时永磁开关磁链电机空载永磁磁链矢量角θ＝360°；将永磁开关磁链电机定子磁链矢量的相角减去永磁开关磁链电机空载永磁磁链矢量角θ即可得到永磁开关磁链电机定子磁链矢量与空载永磁磁链矢量的夹角即转矩角δ。