[发明专利]一种永磁同步电机定子电压矢量限值的计算方法

权利要求书

1.一种永磁同步电机定子电压矢量限值的计算方法，其特征在于，包括步骤：

S1、确定零矢量的作用时间T_null：

其中，U_s是待合成电压矢量，T是一个PWM周期；V_a、V_b是两个相邻的基本电压矢量，θ是U_s与V_a的夹角；

S2、确定电压矢量幅值：

其中U_dc为直流母线侧电压幅值；

S3、确定电流极限圆及电压极限椭圆：

永磁同步电机稳定工作时，电流矢量幅值表示为：

其中，I_s为相电流；I_d为d轴电流；I_q为q轴电流；I_lim为相电流的幅值；

永磁同步电机稳定运行时，电流矢量幅值表示为：

其中，L_d为d轴电感；L_q为q轴电感；Ψ_f为磁链；ω_e为转子转速；U_lim为相电压的幅值；

根据电压矢量幅值，电压极限椭圆和电流极限圆确定电压矢量的最大值。

2.根据权利要求1所述的永磁同步电机定子电压矢量限值的计算方法，其特征在于，步骤S1中，所述永磁同步电机采用SVPWM空间矢量脉宽调制，其母线电压利用率＝相电压有效值/母线电压。

3.根据权利要求2所述的永磁同步电机定子电压矢量限值的计算方法，其特征在于，SVPWM空间矢量脉宽调制中，由正弦定理得出：

T_a、T_b分别是V_a、V_b的作用时间，解出：

当T_a+T_bT时，需要施加零矢量，以使控制周期保持恒定；

得出零矢量的作用时间为：

4.根据权利要求3所述的永磁同步电机定子电压矢量限值的计算方法，其特征在于，步骤S2中，为了简化控制策略，将电压矢量幅值限制在：

5.根据权利要求4所述的永磁同步电机定子电压矢量限值的计算方法，其特征在于，步骤S3中，

永磁同步电机的电压方程表示为：

其中，U_d为d轴电压；U_q为q轴电压；R为定子电阻；p为极对数；

当永磁同步电机稳定运行时，且忽略定子电阻和电感压降，电压方程简化为：

U_d＝-ω_eL_qI_q

U_q＝ω_e(L_dI_d+Ψ_f)

可得：

内置式永磁同步电机的L_d≠L_q，因此为一椭圆方程；当定子电压达到U_lim时，定子电流的运行轨迹受限于转速，即在一定的转速下，定子电流只能在该对应椭圆轨迹内；转速ω₀ω₁ω₂，随着转速的不断增加，电压极限椭圆不断减小，最终指向(-Ψ_f/L_d，0)。