[发明专利]一种表贴式永磁同步电机最小损耗控制方法

说明书

一种表贴式永磁同步电机最小损耗控制方法；1、根据转速给定与电磁转矩给定，通过Lagrange乘数法，算出使电机损耗最小的d、q轴励磁电流给定；2、根据电机转子电气角度和A、B相电压与电流，算出d、q轴励磁电流；3、根据电机转子电气角速度、d、q轴励磁电流和d、q轴励磁电流给定，算出d、q轴电压给定；4、使用等功率两相旋转到三相静止变换，将d、q轴电压给定变换成三相静止坐标系下电压给定；5、根据三相静止坐标系下电压给定，产生6路SVPWM信号以驱动用于驱动电机的逆变器的6个桥臂，进而实现对表贴式永磁同步电机的最小损耗控制；本发明可使表贴式永磁同步电机矢量控制系统在保证动态响应快速性与稳态精度的同时，稳态损耗达到最小。

技术领域

本发明属于电机控制领域，具体涉及一种表贴式永磁同步电机最小损耗控制方法。

背景技术

表贴式永磁同步电机具有体积小、噪声小、效率高、功率密度大、转动惯量小、调速范围宽、起动转矩大、过载能力强、输出转矩平稳等特点，被广泛应用于工业机器人、数控机床、电动汽车、医疗器械、飞行器等需要高精度、高动态性能、大范围的位置、速度及转矩控制的应用领域。表贴式永磁同步电机为多输入多输出、高阶、非线性、强耦合系统，为获得较高的动、静态性能，常采用矢量控制系统进行控制。但经典矢量控制系统没有考虑电机铁损等因素的影响，并采用PID调节器，存在系统响应速度不够快、电机效率不够高、调节器参数难以整定等问题，难以满足日益严苛的应用需求。因此，为提高系统响应速度与电机效率，并优化调节器参数，表贴式永磁同步电机的最小损耗控制方法得到了大量研究。

发明内容

为提高表贴式永磁同步电机矢量控制系统响应速度与电机效率，并优化调节器参数，本发明的目的在于提出一种表贴式永磁同步电机最小损耗控制方法。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种表贴式永磁同步电机最小损耗控制方法，包括如下步骤：

步骤1：根据转速给定ω^*与电磁转矩给定通过Lagrange乘数法，算出使电机损耗P_loss最小的d、q轴励磁电流给定

求解与Lagrange乘数λ，使得在式(1)所示的约束条件下的式(2)所示的目标函数最小：

式中，为d、q轴励磁电流给定；i_d、i_q为d、q轴输入电流；u_d、u_q为d、q轴输入电压；p为电机极对数；ψ_r为电机转子永磁体磁链幅值；L为d、q轴励磁电感；R_s为d、q轴铜损等效电阻；R_cd、R_cq为d、q轴铁损等效电阻；

解得：

步骤2：根据电机转子电气角度θ和A、B相电压u_A、u_B与电流i_A、i_B，算出d、q轴励磁电流i_od、i_oq：

根据式(4)算出d、q轴输入电压u_d、u_q：

根据式(5)算出d、q轴输入电i_d、i_q：

根据式(6)算出d、q轴励磁电流i_od、i_oq：