[发明专利]一种永磁同步电机转矩磁链控制方法

说明书

技术领域

本发明属于交流电机传动领域，特别涉及一种永磁同步电机转矩磁链控制方法。

背景技术

永磁同步电机的高性能控制方法主要有矢量控制和直接转矩控制。矢量控制由西门子工程师F.Blaschke于上世纪70年代首先提出，直接转矩控制由日本的I.Takahashi和德国的M.DePenbrock于上世纪80年代提出，两种方法在永磁同步电机控制中均得到广泛应用。

矢量控制的原理是使用坐标变换方法将电机变换至转子定向旋转坐标系，解耦并等效为直流电机进行控制。坐标变换将三相电机变量变换至转子定向旋转坐标系的交直轴上，其中交轴电流正比于转矩，直轴电流决定电机磁场饱和程度。矢量控制对交直轴电流的控制间接控制了电机的转矩和磁场。矢量控制一般采用比例积分调节器构成电流闭环，并使用脉宽调制或空间矢量调制方式得到驱动信号，具有控制平稳，脉动小，无静差的优点。但在需要精确控制转矩的场合，如电动车驱动系统，由于电机(尤其凸极式永磁同步电机)的非线性导致电感等参数变化，进而导致转矩控制性能变差，甚至于无法工作。现有解决方法主要有离线查表法和在线参数辨识法，在线参数辨识需要复杂计算，在实际系统中难以应用，在实际系统中离线查表法为主要方法，如专利201110147940提出的凸极式永磁同步电机的最大转矩控制方法，但是这种方法需要大量离线实验数据，工作量大，不利于批量生产。

与矢量控制的电流解耦控制不同，直接转矩控制的对象是电机定子磁链与转矩。定子磁链通过电压积分得到，转矩即磁链与电流的向量积，因此直接转矩控制具有较小的参数依赖性。传统直接转矩控制采用滞环查找向量表方式构成磁链环和转矩环。滞环控制虽然具有较快的响应速度，但是同时也带来了较大的电流与转矩脉动。专利200710019081将空间矢量调制(SVM)引入直接转矩控制，转矩环与磁链环经PI调节得到估算磁链，结合速度计算得到电压矢量，再通过空间矢量调制得到驱动信号。但该方法涉及到一系列速度和磁链计算，结构较为复杂。此外，直接转矩控制完全依靠定子量估算电机状态，受频率、死区等影响，在启动和低速下带载能力差，易发生失步现象。

基于以上分析，本发明人提出一种转矩磁链控制方法，以克服前述现有技术的不足。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种永磁同步电机转矩磁链控制方法，其不仅具有能利用空间矢量调制发出任意电压矢量和开关频率稳定的特点，而且结构简单，系统稳定性强。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种永磁同步电机转矩磁链控制方法，由转矩和定子磁链闭环直接得到参考电压矢量的幅值和角度，利用空间矢量调制方式得到开关信号驱动逆变桥，包括如下步骤：