[发明专利]一种永磁同步电机无角度传感器的效率优化控制方法

摘要

本发明公开了一种永磁同步电机无角度传感器的效率优化控制方法。本发明具省去了角度传感器，提高了系统可靠性，节省了成本，并且使效率优化控制可以用在一些无法安装角度传感器的场合，从而使永磁同步电机工作在更高的效率点。

主权项

1.一种永磁同步电机无角度传感器的效率优化控制方法，其特征在于包括以下步骤：a、首先通过离线求解的方法得到被测电机的等效铁损电阻R_i，建立被测电机的损耗模型；b、初始位置调整，定义被测电机直轴为d、交轴为q，通过控制器给定一个与定子A轴方向相同且大小恒定的电流矢量，使得转子d轴对齐电机定子A轴；c、电机启动，定义假定旋转坐标系，定义被测电机的转矩轴为δ、励磁轴为γ；假定旋转坐标系不是同步旋转坐标系，它是定向于已知的转子估计位置，并且可以按照确定的控制规律自行调整的坐标系；并通过该假定旋转坐标系对被测电机进行电流闭环、转速开环控制使电机稳定在一定的转速；d、效率优化控制，首先根据式（1）调节δ、γ轴的给定电压U_δ和U_γ；然后根据位置估计公式（2）解出假定旋转坐标系与电机同步旋转坐标系的角度差值△θ，并根据式（3）得到被测电机d轴和q轴电流大小i_d和i_q；接着根据q轴电流i_q和被测电机的等效铁损电阻R_i通过式（4）得到效率最优时d轴电流的大小i_d^*，该i_d^*=i_dm+i_di；将此d轴电流作为给定值计与位置估计得到的i_d作差，该差值通过PI调节器得到转矩轴电流的给定值i_δ^*，与实际的i_δ作差，再经过PI调节器得到δ轴的给定电压；通过坐标变换输出控制电机实现效率优化控制，其中，(1)式（1）中，U_δ为δ轴电压；i_δ为δ轴电流；i_δ^*为给定δ轴电流；K_p为比例系数；τ_i为积分常数；U_γ为γ轴电压；K为控制增益；(2)式（2）中，△θ为假定旋转坐标系与电机同步旋转坐标系的角度差值；R_S为相电阻；e₀为电机反电势；i_γ为γ轴电流；(3)式（3）中，i_d为d轴电流；i_q为q轴电流；(4)式（4）中，i_dm、i_di分别为d轴电流的励磁分量与铁耗分量；ψ_f为永磁体磁链；ω为给定电角速度；L为电机相电感。