[发明专利]一种小容量薄膜电容永磁同步电机直轴电流给定控制方法

说明书

本发明公开了一种小容量薄膜电容永磁同步电机直轴电流给定控制方法，采用小容量的薄膜电容，代替传统功率电路中的大容量电解电容，相比传统的电机驱动系统，小容量薄膜电容变频系统体积得到减小，重量得到减轻。本发明不需要考虑波动的母线电压对交直轴参考电流的影响，相比于传统的直轴电流给定方式更简单有效；交直轴电压给定经过陷波器，滤除特定次谐波分量，电流控制器采用内模控制器或者重复控制器或者PR控制器，实现电机交轴电流对周期给定信号的快速跟踪。

技术领域

本发明涉及永磁同步电机控制方法，特别是涉及一种小容量薄膜电容永磁同步电机直轴电流给定控制方法。

背景技术

传统的电机驱动系统主要由单相二极管不控整流电路、Boost升压电路、三相逆变电路、采样调理电路以及控制驱动电路构成。其中，为维持直流母线电压恒定与输出功率恒定，直流母线并联一个大容量电解电容，但大容量电解电容的寿命易受电流纹波以及电容温度的影响，电容温度每提高10℃，电容寿命减半；大容量电解电容增加了整个驱动系统的体积与重量；Boost升压电路增加驱动系统的损耗，增加整个驱动系统的成本，并且电磁干扰较强。

针对传统电机驱动系统存在的问题，有学者提出用小容量的薄膜电容代替Boost升压电路与大容量的电解电容，电机驱动系统的体积减小、重量降低以及成本降低。为降低电网侧输入电流的畸变率，提高电网侧功率因数，学者提出各种控制策略，但这些控制策略比较复杂，难以工业化应用。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种能够简化传统复杂的直轴电流给定方法、直轴电流给定值更精确、能够滤除交直轴给定电压中的特定次谐波分量、能够降低电网电流的畸变率、提高电网侧功率因数的小容量薄膜电容永磁同步电机直轴电流给定控制方法。

技术方案：为达到此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明所述的小容量薄膜电容永磁同步电机直轴电流给定控制方法，包括以下步骤：

S1：通过编码器或者霍尔位置传感器得出当前的电机转子位置角θ，并计算电机转子的实际转速ω；再将当前电机转子的实际转速ω通过负反馈与给定转速ω^*构成转速外环，电机转子实际转速ω与给定转速ω^*相减得到转速偏差信号Δω，转速偏差信号Δω经过速度调节器后的输出信号作为电机交轴电流给定峰值i^*_qamp；

S2：通过电压传感器得到电网电压的瞬时值v_s，电网电压瞬时值v_s经过一个锁相环模块，得到电网电压相角θ_grid，电网电压相角θ_grid经过一个三角函数模块并且平方，与步骤S1中的电机交轴电流给定峰值i^*_qamp相乘作为交轴电流给定值i_q^*；将当前电机转子的实际转速ω、电机交轴电流给定峰值i^*_qamp输入到直轴参考电流发生器，得到直轴电流给定值i^*_d，如式(1)所示：

式(1)中，V_s为电网电压有效值，L_d为直轴电感分量、L_q为交轴电感分量，λ为永磁磁链值，ω_g为电网电压角速度；