永磁同步电机的控制方法
专利汇可以提供永磁同步电机的控制方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及交流 电机 的控制方法，具体为永磁同步电机的控制方法。解决现有永磁同步电机的控制方法中因使用的电机参数不准确造成电机输出的转矩 精度 和电机运行效率被影响的问题。该控制方法通过电机 定子 温度 T，使用在线查表得到定子 电阻 Rs(T)；通过电机定子温度T、 电流 幅值Is、电流矢量 角 β，使用在线查表得到定子电感Ld(T)和Lq(T)；使用磁链观测模型实时计算出磁链值Ψf(Tr)，从而提高了电机控制和解耦的准确性；利用转矩闭环的输出结果重新分配了给定的定子电流，维持了永磁同步电机按照较优的控制轨迹运行，降低了电机的发热和损耗。实现了电机的解耦控制、增强了电机控制系统的鲁棒性。，下面是永磁同步电机的控制方法专利的具体信息内容。
1.永磁同步电机的控制方法，其特征在于，其控制框图包括旋转变压器模块(1)、温度传感器模块(2)、定子电阻计算模块(3)、Clark变换模块(4)、Park变换模块(5)、定子电感计算查表模块(6)、永磁体磁链计算模块(7)、转矩计算模块(8)、电流计算模块(9)、给定电流生成模块(10)、鲁棒解耦控制器模块(11)、PWM调制模块(12)、三相逆变桥模块(13)；
1)旋转变压器模块
旋转变压器安装在永磁同步电机上，通过旋转变压器测量得到永磁同步电机的转子位置θ，转子位置θ经过微分，得到永磁同步电机的转速we；
2)温度传感器模块
电机定子中埋有温度传感器，由温度传感器得到电机的实时定子温度T；
3)定子电阻计算模块
电机温度变化导致电机定子电阻Rs的变化，测试并绘制电机定子的温度阻值对照表，通过温度传感器获取定子实时温度值T，并通过查询电机定子的温度阻值对照表得到定子电阻Rs(T)；
4)Clark变换模块
采集两相定子电流ia、ib，经过Clark变换得到定子电流iα、iβ；
5)Park变换模块
定子电流iα、iβ经过Park变换得到d-q静止坐标系下的电流id、iq；
6)定子电感计算查表模块
定子电感Ld和Lq与电机定子温度T、定子电流的幅值IS和定子电流的相位βS三个变量相关；
先制作在一定温度区间内的不同温度点下，定子电感Ld、Lq随IS和βS变化的表格；
随后用实时采集到的定子温度T、定子电流的幅值IS和定子电流的相位βS，通过查询表格，得到定子电感Ld(T)、Lq(T)；
7)永磁体磁链计算模块
永磁体磁链计算模块的输入为：电流id、iq，定子电阻Rs(T)，定子电感Ld(T)和Lq(T)，上一计算周期的定子电压u’d，u’q，上一计算周期计算得到的永磁体磁链Ψf’(Tr)，转速we；永磁体磁链计算模块的输出Ψf(Tr)计算方式如下：
其中：Kp_Ψf和Ki_Ψf是控制参数， 分别表示估计的电流值，t为采集时刻，Tr代表永磁体的实际工作温度；
调试得到Kp_Ψf和Ki_Ψf的过程如下：给定Ki_Ψf一个较小的参数(例如0.001)，先调节参数Kp_Ψf使输出得到的Ψf(Tr)处于等幅震荡的状态，这时再调节参数Ki_Ψf，使输出Ψf(Tr)收敛，这时得到的参数Kp_Ψf和Ki_Ψf是控制参数；
和 通过以下公式计算得到：
8)转矩计算模块
转矩计算模块的输入为电流id、iq，定子电阻Rs(T)，定子电感Ld(T)和Lq(T)，转速we，Ψf(Tr)；
转矩计算模块的输出——电磁转矩Teb按如下计算公式得到：
Tex1＝1.5npiq[(Ld(T)-Lq(T))id]
式中，np是电机的极对数；
Tex2＝1.5npiq[(Ld(T0)-Lq(T0))id]
式中，Ld(T0)和Lq(T0)分别是在额定工况下的定子电感的值；
Tex＝Tex1-Tex2
Test＝1.5npiq[ψf(Tr)+(Ld(T0)-Lq(T0))id]
Teb＝Tex+Test
9)电流计算模块
目标转矩T*e经过限幅和斜坡处理后，得到给定转矩T*e1；
T*e1、Teb、定子电感Ld(T)、定子电感Lq(T)、Ψf(Tr)和np为电流计算模块的输入；
给定转矩T*e1经过计算模块，得到给定电流值I*和电流角度β；
T*e1与Teb的差经过PI调节器，输出为Δβ；
最终得到电流角度β1通过如下公式计算得到：
β1＝β+Δβ
10)给定电流生成模块
给定电流生成模块的输入为给定电流值I*和电流角度β1；
计算过程如下：
11)鲁棒解耦控制器
鲁棒解耦控制器的输入参数有电流id*、iq*、id、iq、定子电阻Rs(T)、定子电感Ld(T)和Lq(T)、永磁体磁链Ψf(Tr)和转速we，其输出参数为定子电压ud、uq；
控制算法中间变量ud1、uq1计算过程如下：
式中，βx是控制参数，其表示如下：
βx＝βb×fkx
式中，βb是控制参数基准值，在0.1－1.0之间选择，fkx是逆变器的开关频率；
控制算法中间变量ud2、uq2计算过程如下：
式中，δd、δq的计算公式如下：
式中，λ为控制参数，控制参数λ采用试凑法选取；id1、iq1为算法过程中的中间变量，id1、iq1的计算公式如下：
其中，δ’d、δ’q是上一计算周期(或称上一拍)计算得到的变量；
电压ud、uq的计算过程如下：
KR为阻尼系数；
12)PWM调制模块
PWM调制模块的输入为定子电压ud、uq，直流母线电压udc，转速we和角度θ；PWM调制模块的输出为6路PWM波，驱动三相逆变桥模块工作。
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，在6)定子电感计算查表模块中：
考虑到iq为0时，程序计算时会出现问题，因此给分母加一个特别小的数字kα。
3.根据权利要求2所述的永磁同步电机的控制方法，其特征在于，在6)定子电感计算查表模块中：定子电流的幅值IS和定子电流的相位βS分别经过低通滤波，得到滤波后的值ISLPF和βSLPF。
4.根据权利要求2所述的永磁同步电机的控制方法，其特征在于，在6)定子电感计算查表模块中：温度区间为[-30℃，160℃]区间，并以每个十的整数倍的温度值作为温度点，这样，在[-30℃，160℃]区间，有二十个温度点：-30℃、-20℃、-10℃、0℃、10℃、20℃、……、
150℃、160℃。
5.根据权利要求3所述的永磁同步电机的控制方法，其特征在于，在6)定子电感计算查表模块中：温度区间为[-30℃，160℃]区间，并以每个十的整数倍的温度值作为温度点，这样，在[-30℃，160℃]区间，有二十个温度点：-30℃、-20℃、-10℃、0℃、10℃、20℃、……、
150℃、160℃。
6.根据权利要求4所述的永磁同步电机的控制方法，其特征在于，制作表格的过程为：
测试的永磁同步电机和对拖电机同轴或通过齿轮箱连接，将对拖电机运行在额定转速以下，在转速稳定且定子温度在某一温度点的情况下，给定永磁同步电机不同的IS，IS>0和βS，
90°<βS<180°，用高频注入法测得与不同的IS和βS对应的电机定子电感Ld、Lq；改变定子温度，从而获得多组不同温度点下的定子电感Ld、Lq随IS和βS变化的表格。
7.根据权利要求5所述的永磁同步电机的控制方法，其特征在于，制作表格的过程为：
测试的永磁同步电机和对拖电机同轴或通过齿轮箱连接，将对拖电机运行在额定转速以下，在转速稳定且定子温度在某一温度点的情况下，给定永磁同步电机不同的ISLPF，ISLPF>0和βSLPF，90°<βSLPF<180°，用高频注入法测得与不同的ISLPF和βSLPF对应的电机定子电感Ld、Lq；
改变定子温度，从而获得多组不同温度点下的定子电感Ld、Lq随ISLPF和βSLPF变化的表格。
8.根据权利要求6所述的永磁同步电机的控制方法，其特征在于，在6)定子电感计算查表模块中：查表的过程如下：实时采集的定子温度T不等于任何温度点的温度值时，选择离定子温度T最近的两个温度点Tx、Tx+10的定子电感Ld、Lq随IS和βS变化的表格作为查表使用的第一表格和第二表格；实时采集的定子温度T等于某温度点的温度值时，选择与定子温度T相等的温度点Tx的定子电感Ld、Lq随IS和βS变化的表格，和该温度点增温侧相邻的温度点Tx+10的定子电感Ld、Lq随IS和βS变化的表格，作为查表使用的第一表格和第二表格；根据采集的定子电流的幅值IS和定子电流的相位βS，在第一表格里查到Ld1(T)和Lq1(T)，在第二表格里查到Ld2(T)和Lq2(T)；按如下公式得到Ld(T)和Lq(T)：
9.根据权利要求7所述的永磁同步电机的控制方法，其特征在于，在6)定子电感计算查表模块中：查表的过程如下：实时采集的定子温度T不等于任何温度点的温度值时，选择离定子温度T最近的两个温度点Tx、Tx+10的定子电感Ld、Lq随ISLPF和βSLPF变化的表格作为查表使用的第一表格和第二表格；实时采集的定子温度T等于某温度点的温度值时，选择与定子温度T相等的温度点Tx的定子电感Ld、Lq随ISLPF和βSLPF变化的表格，和该温度点增温侧相邻的温度点Tx+10的定子电感Ld、Lq随ISLPF和βSLPF变化的表格，作为查表使用的第一表格和第二表格；
根据采集的ISLPF和βSLPF，在第一表格里查到Ld1(T)和Lq1(T)，在第二表格里查到Ld2(T)和Lq2(T)；按如下公式得到Ld(T)和Lq(T)：
10.根据权利要求1-9任一个所述的永磁同步电机的控制方法，其特征在于，9)电流计算模块中，给定转矩T*e1经过计算模块，得到给定电流值I*和电流角度β的计算过程如下：
通过运算得到标幺值基值teb和ibx，其中ibx是电流的标幺值基值，通过ibx＝ψf(Tr)/(Lq(T)-Ld(T))计算得到；teb是转矩的标幺值基值，可以通过teb＝npψf(Tr)ibx计算得到；
给定转矩 与其标幺值ten通过式 表示；电流 与其标幺值idn可以通过式
表示；电流 与其标幺值iqn可以通过式 表示，电流 和电流 是计算I*
的中间变量；
在标幺值的形式下，控制算法的转矩和电流的关系表示为： 通过将给定
转矩 变为标幺值ten的格式，再通过公式 求解得到电流 的标幺值idn，最后
再通过式 计算得到给定电流 电流 的标幺值iqn通过公式ten＝iqn(1-idn)计算
得到，此时ten和idn是已知量，再通过式 计算得到给定电流
给定电流值I*通过公式 计算得到；
电流角度β通过 计算得到；
考虑到 为0时，程序计算时会出现问题，因此给分母加一个特别小的数字kb。
永磁同步电机的控制方法
技术领域
背景技术
发明内容
的中间变量；
值idn，最后再通过式 可计算得到给定电流 电流 的标幺值iqn可通过公式ten＝
iqn(1-idn)计算得到，此时ten和idn是已知量，再通过式 可计算得到给定电流
具体实施方式
算I*的中间变量；
最后再通过式 可计算得到给定电流 电流 的标幺值iqn可通过公式ten＝iqn(1-
idn)计算得到，此时ten和idn是已知量，再通过式 可计算得到给定电流
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 一种电动汽车软硬件解码冗余电路及切换方法 | 2020-05-08 | 476 |
| 一种电动装甲车辆用大功率高可靠六相永磁容错轮毂电机 | 2020-05-11 | 243 |
| 一种自适应抑制误差的旋转变压器解码方法 | 2020-05-08 | 483 |
| 一种永磁同步电机角度位置传感器极对数匹配设计方法 | 2020-05-12 | 142 |
| 基于共享线圈传输的非接触式电能与信号同步传输系统 | 2020-05-08 | 737 |
| 一种基于电机旋变角度的车辆行程的计算方法和系统 | 2020-05-08 | 91 |
| 一种径向塑性成形模具直驱机构 | 2020-05-11 | 463 |
| 双通道旋转变压器测角的三角函数模型误差补偿方法 | 2020-05-08 | 334 |
| 一种基于CAN总线的小型数字化低压交流伺服系统 | 2020-05-08 | 228 |
| 智能分时双驱动力总成 | 2020-05-11 | 518 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
