一種永磁同步電機Id＝0電流控制算法

2023-05-03 08:59:06 4

一種永磁同步電機Id＝0電流控制算法
【專利摘要】本發明公開了一種用於電機控制【技術領域】的永磁同步電機Id=0電流控制算法，包括：最大相電流處相位檢測步驟、積分相位超前補償步驟；所述最大相電流處相位檢測步驟，即通過電流傳感器檢測定子相電流，並求得多個相電流周期中電流的最大值，同時記錄相電流最大時通過計算得到的對應電角度；所述積分相位超前補償步驟，即將相電流最大時檢測到的電角度與90°相減得到相位差，然後將該相位差乘以增益以後累加到相位超前補償角度值上，最後使用該相位超前補償角度值實現對電機的Id=0控制。其技術效果是：通過最大相電流處相位檢測和積分相位超前補償，實現了計算量較小且穩定性較好的Id=0控制，減少了輸出同等轉矩時所需的相電流幅值，提升了電機效率。
【專利說明】—種永磁同步電機Id = O電流控制算法
【技術領域】
[0001]本發明屬於電機控制【技術領域】,特別涉及一種應用於永磁同步電機的Id = 0電流控制算法。
【背景技術】
[0002]對於不同用途的永磁同步電機，電機電流控制的算法各不相同。可採用的控制算法主要有:ld=0控制、COsp = I控制、最大轉矩控制、弱磁控制、最大輸出功率控制等。其中，Id = O控制實現最為簡單。在永磁同步電機中，若直接根據電機轉子位置給出控制電壓，由於電樞反應等因素的影響，定子相電流相量/將會滯後於電機反電動勢相量矣,。Id = O控制通過對控制電壓進行相位超前補償，使得/與A同相。對永磁同步電機來說，此時產生目標轉矩所需要的定子相電流較小，從而使銅耗下降，電機效率提高。一般採用對齊相電流/過零點和矣,過零點的方式實現Id = 0控制。然而，受相電流紋波影響，準確檢測相電流過零點較為困難，實際對電機進行控制時該控制律穩定性差且效率較低。

【發明內容】

[0003]本發明的目的是為了克服現有電流控制算法的不足，提供一種永磁同步電機Id=O電流控制算法；該算法實現的控制律計算量更小，穩定性更強，可以減少相電流幅值，同時提聞電機效率。
[0004]實現上述目的的一種技術方案是:一種永磁同步電機Id = 0電流控制算法，包括最大相電流處相位檢測步驟、積分相位超前補償步驟，其特徵在於:
[0005]所述最大相電流處相位檢測步驟，即當電機極對數為P時，通過電流傳感器檢測定子相電流i，並求得每P個相電流周期中電流的最大值Im，同時記錄相電流最大時通過旋轉變壓器採集到的轉子機械角度0m;然後，將機械角度轉化為電機對應相的電角度0M-j;此時，M為電機相數，j (I 5? j 5? M)表示相序號,轉化公式為:
[0006]0 em_j=(p 0 m-360° (j-1) / M) % 360°
[0007]其中，％為取模運算；
[0008]所述積分相位超前補償步驟，即當控制電壓的相序號為j (I ^ j ^ M)時，將相電流最大時檢測到的電角度與90°相減得到相位差A 0，然後將A 0乘以增益k以後累加到第j相的相位超前補償角度值上，該過程實際上是一個積分過程，其計算公式如
下:
[0009]
θv-J = Ocp-J +KOem-J-9Q)=0<P_J +kA0
[0010]通過積分，可以獲得實際所需第j相的相位超前補償角度值，然後使用如下公
式生成電機矢量控制電壓:
[0011]
【權利要求】
1.一種永磁同步電機Id=O電流控制算法,包括最大相電流處相位檢測步驟、積分相位超前補償步驟，其特徵在於: 所述最大相電流處相位檢測步驟，即當電機極對數為P時，通過電流傳感器檢測定子相電流i，並求得每P個相電流周期中電流的最大值Im，同時記錄相電流最大時通過旋轉變壓器採集到的轉子機械角度0m;然後，將機械角度轉化為電機對應相的電角度此時，M為電機相數，j (I≤ j ≤ M)表不相序號,轉化公式為:
θ em-j=(p 0 m-360° (j-1) / M)% 360
其中，％為取模運算； 所述積分相位超前補償步驟，即當控制電壓的相序號為j(l ^ j ^ M)時，將相電流最大時檢測到的電角度0 與90相減得到相位差A 0，然後將A 0乘以增益k以後累加到第j相的相位超前補償角度值上，該過程實際上是一個積分過程，其計算公式如下:
【文檔編號】H02P21/14GK103684187SQ201310745247
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月31日 優先權日:2013年12月31日
【發明者】匡敏馳, 朱紀洪 申請人:清華大學