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专利号: 2022109266931
申请人: 广东工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于负载特性的永磁同步电机电压反馈弱磁控制方法,其特征在于,包括以下步骤:设置电机运行模式标志,用以控制永磁同步电机的运行模式;

基于PMSM调速系统的瞬时功率,确定永磁同步电机的负载特性;根据电机端电压,确定电流调节器的饱和程度;

根据电流调节器的饱和程度和永磁同步电机的负载特性来决定电机运行模式标志的值,从而确定电机工作在最大转矩电流比控制模式或弱磁控制模式;

其中,在弱磁控制模式下,基于不同负载工况和电机转速变化对负载特性的影响,在不同情况下对永磁同步电机进行对应的弱磁控制;

所述基于PMSM调速系统的瞬时功率,确定永磁同步电机的负载特性,包括:

实时计算PMSM调速系统的瞬时功率pem,将电机额定功率PN乘一个预设比例系数ζ0再减去pem后,得到差值Δp=ζ0PN‑pem,通过Δp来判断电机是否有足够的输出转矩驱动负载到达更高的转速;

所述根据电机端电压,确定电流调节器的饱和程度,包括:

根据电流调节输出的d轴、q轴电压ud、uq计算得到电机端电压us,将逆变器最大输出电压Ulim减去us后,得到差值Δu=Ulim‑us,用Δu构建电压反馈PI调节器,并通过Δu的正负来判断电流调节器的饱和程度;

所述在弱磁控制模式下,基于不同负载工况和电机转速变化对负载特性的影响,在不同情况下对永磁同步电机进行对应的弱磁控制,包括:当电机工作在弱磁控制模式下时,随着负载工况和电机转速的变化会出现Δp<0和Δp>0两种情况:Δp>0时,按传统的电压反馈法进行弱磁控制,根据差值Δu设计PI调节器,PI调节器的输出Δid作为弱磁控制的直流输出电流idfw,将idfw和d轴电流给定值 叠加,得到弱磁控制直轴电流idref;弱磁控制的交轴电流iqref直接取q轴电流调节器的给定值 再根据直轴电流idref计算得到的限幅值对iqref限幅;

Δp<0时,弱磁控制的直流输出电流idfw取最大值Δid_max,将idfw和d轴电流给定值 叠加,得到弱磁控制的直轴电流idref;弱磁控制的交轴电流iqref直接取 同样根据直轴电流idref计算得到的限幅值对iqref限幅。

2.根据权利要求1所述的基于负载特性的永磁同步电机电压反馈弱磁控制方法,其特征在于,根据电流调节器的饱和程度和永磁同步电机的负载特性来决定电机运行模式标志的值,从而确定电机工作在最大转矩电流比控制模式或弱磁控制模式,包括:情况1:当ModeFLG=0时,若同时满足Δu<0和Δp>0两个条件,表明电流调节器已饱和,且电机有足够的输出转矩驱动负载提高转速,则电机运行模式标志ModeFLG=1;若不能同时满足Δu<0和Δp>0两个条件,则电机维持在最大转矩电流比控制模式运行;

情况2:当ModeFLG=1时,若Δu>0,表明电流调节器已经退出饱和,不论是何种负载情况都退出弱磁控制模式进入最大转矩电流比控制模式,则ModeFLG=0。

3.根据权利要求1所述的基于负载特性的永磁同步电机电压反馈弱磁控制方法,其特征在于,当永磁同步电机运行在最大转矩电流比控制模式时,通过电机速度调节器输出定子电流is,根据最大转矩电流比算法计算得到d轴电流调节器的给定值 和q轴电流调节器的给定值式中ψf为永磁体磁链,Ld、Lq分别为是d、q轴电感。

4.根据权利要求1所述的基于负载特性的永磁同步电机电压反馈弱磁控制方法,其特征在于,弱磁控制模块直流输出电流最大值Δid_max的取值公式为:式中Δid(n‑1)、Δid_max(n‑1)分别为第n‑1次迭代运算中弱磁控制的直流输出电流值及最大值,Δid(n)、Δid_max(n)分别为第n次迭代运算中弱磁控制的直流输出电流值及最大值。