[发明专利]一种永磁同步电机自适应FW-MPTA控制方法

说明书

本发明公开了一种永磁同步电机自适应FW‑MPTA控制方法包括：根据PI调节获取d轴目标电流弱磁分量和目标扭矩并实时查表获取q轴目标电流，通过判断MTPA电流点是否在电流圆限制区域确定d、q轴目标电流的输出；将输出的d、q轴目标电流和d、q轴实际电流的差值输入PI调节器获取d、q轴给定电压，通过判断MTPA电压点是否在电压圆限制区域确定d、q轴目标电压的输出；输出的d、q轴目标电压经过坐标变换单元、矢量脉宽调制单元计算后得到功率开关管控制信号，将功率开关管控制信号输入三相逆变器中，实现对电机输出扭矩的控制；本发明实现了MPTA控制与弱磁控制的平滑过渡，有效的提高永磁体同步电机工作的平顺性。

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，具体为一种永磁同步电机自适应FW-MPTA控制方法。

背景技术

当永磁同步电机工作在恒转矩区时，主要采用MTPA控制方法来提高整个系统的运行效率，当电机工作在恒功率区时，主要采用弱磁控制方法以保证电机的正常运行；MTPA控制阶段和弱磁控制阶段的过渡衔接问题很大程度上影响着电机工作的平顺性及动态响应速率，如何实现电机MPTA运行阶段与弱磁控制阶段的平滑过渡，是保证电机能全范围高效运行的前提。

针对电机弱磁控制问题，常见的方法是利用电压反馈值与电压限制值的差经PI调节得到弱磁d轴修正电流，从而叠加在d轴电流上；但这种仅仅靠修正d轴电流的方法，虽然能达到弱磁控制的目的，但会导致dq电流组合变化较大，从而影响电机输出转矩大小，进而影响整车动力系统的响应能力。

对于MPTA控制与弱磁控制的平滑切换，专利CN 110535390A提出了一种基于调制比或d轴电流的MTPA控制与FW控制的切换方法，可以改善两个阶段切换的平顺性，但需要进行切换点判断并算出MTPA控制及FW控制时的d、q轴电流，计算量大，过渡工况下的动态响应会受到影响。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述存在的问题，提出了本发明。

本发明实施例的第一方面，提供一种永磁同步电机自适应FW-MPTA控制方法，包括：根据PI调节获取d轴目标电流弱磁分量和目标扭矩并实时查表获取q轴目标电流，通过判断MTPA电流点是否在电流圆限制区域确定d、q轴目标电流的输出；将所述输出的d、q轴目标电流和d、q轴实际电流的差值输入PI调节器获取d、q轴给定电压，通过判断MTPA电压点是否在电压圆限制区域确定d、q轴目标电压的输出；所述输出的d、q轴目标电压经过坐标变换单元、矢量脉宽调制单元计算后得到功率开关管控制信号，将所述功率开关管控制信号输入三相逆变器中，实现对电机输出扭矩的控制。

作为本发明所述的永磁同步电机自适应FW-MPTA控制方法的一种优选方案，其中：所述d轴目标电流弱磁分量的获取包括，

获取电压矢量和最大定子电压的差值，通过PI调节和所述差值获取d轴目标电流弱磁分量，所述d轴目标电流弱磁分量的最大限制值为0；

所述最大定子电压U_v的计算包括，

其中，U_s表示母线电压，K表示调制系数。

作为本发明所述的永磁同步电机自适应FW-MPTA控制方法的一种优选方案，其中：所述目标扭矩的获取包括，

根据电机目标转速与实际转速的差值，通过PI调节和所述差值获取所述目标扭矩。

作为本发明所述的永磁同步电机自适应FW-MPTA控制方法的一种优选方案，其中：所述q轴目标电流的获取包括，