[发明专利]永磁同步电机的转矩脉动抑制系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于永磁同步电机控制优化领域技术领域，具体涉及一种永磁同步电机的转矩脉动抑制系统及方法。

背景技术

对于永磁同步电机，电机本体的设计和其控制策略对电机的转矩脉动的影响很大。传统PMSM－DTC是基于转矩和磁链滞环的Bang-Bang控制，传统DTC有六种基本电压矢量及两种零矢量，六种基本电压矢量在空间上间隔60°，在电压矢量作用磁链时，可能选择的并非是改变磁链和转矩最理想的矢量，从而使得磁链发生阶跃式变化，导致转矩脉动的产生。而在PMSM－DTC控制中，永磁同步电机中定子电阻对于定子磁链的计算是一个重要的参数，而定子电阻并不是固定不变的，在电机运行过程中会随着温度的变化而变化，这会影响定子磁链的准确，产生误差，对于磁链和转矩估算就会产生影响导致系统产生脉动。定子电阻的变化同样也会影响到对磁链和转矩的控制，致使磁链观测不准确，从而导致转矩脉动大的问题。

发明内容

根据以上现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提出一种永磁同步电机的转矩脉动抑制系统及方法，通过细化电压矢量表和电阻补偿的方式，解决转矩脉动大的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种永磁同步电机的转矩脉动抑制方法,依据定子磁链角度将扇区划分为十八个扇区，重新设计电压矢量表,在电压矢量作用磁链时，相对于传统六扇区，可以选择出改变磁链和转矩最理想的矢量，使得选择的电压矢量恰好为改变转矩和磁链的电压矢量，从而有效减小了磁链的阶跃式变化，然后根据转矩和磁链误差对定子电阻进行有效的补偿。

作为一种优选实施方式,所述抑制方法具体为：

获取永磁同步电机的三相电流i_a、i_b、i_c和相电压u_a、u_b、u_c，求取α－β坐标系下的电压u_a1、u_b1和电流i_a1、i_b1，估算出瞬时磁链值T_e和转矩值ψ_s；

根据估算的瞬时磁链值T_e和转矩值ψ_s，以及给定磁链值ψ_sref和给定转矩值计算定子电阻R_S补偿值ΔR，把ΔR加到上一个时间估计的R(K-1)上，获得R(K)，再经过低通滤波获取一个实际的定子电阻值R，再用定子电阻值R重新计算新的磁链值和转矩值；

将新的磁链值送入十八扇区判断环节，并与给定的磁链值ψ_sref做比较，将输出值送入滞环比较器中，测得的永磁同步电机转速值n经过PI控制器得到转矩给定值与新的转矩值做比较，将结果送入滞环比较器中，滞环比较器的两个输出结果转矩状态量D_T和磁链幅值状态量D_ψ与十八扇区值S_N一起送入开关表中得到逆变器的控制信号S_a、S_b和S_c。

作为一种优选实施方式,所述定子电阻R_S补偿值ΔR的计算方法为：

ΔR₁＝(K_P1+K_I1/s)ΔT_e

ΔR₂＝(K_P2+K_I2/s)Δψ_e

ΔR＝ΔR₁+ΔR₂

ΔR₁和ΔR₂为磁链与转矩误差的补偿值，K_I1、K_I2为积分系数消除静态误差，K_P1、K_P1为比例系数増加控制器的响应输出。

作为一种优选实施方式,所述十八扇区具体为：

[-10°,0°)、[0°,34°)、[34°,50°)、[50°,60°)、[60°,94°)、[94°,110°)、[110°,120°)、[120°,154°)、[154°,170°)、[170°,180°)、[-180°,-146°)、[-146°,-130°)、[-130°,-120°)、[-120°,-86°)、[-86°,-70°)、[-70°,-60°)、[-60°,-26°)和[-26°,-10°)。