[发明专利]一种基于变开关频率的永磁电机控制参数计算方法

摘要

本发明提供了一种基于变开关频率的永磁电机控制参数计算方法，综合考虑开关频率与电机控制性能和功率管开关特性之间的关系，将电机调速范围分成中低速段和中高速段，在中低速段采用恒定开关频率，在中高速段根据电机转速实时计算开关频率与相应的控制参数，并通过改变微控制器脉宽调制模块周期寄存器的值TBPRD实现变开关频率的电机控制，可以增加电机高速段一个电周期内电流和位置的使用次数，实现对圆形磁场的良好跟踪效果，提升永磁调速电机的控制精度和转矩输出性能。

主权项

1.一种基于变开关频率的永磁电机控制参数计算方法，其特征在于步骤如下：步骤1：将电机调速范围从0～n_max分成中低速段和中高速段，分别为[0,n_max/2]和(n_max/2，n_max]，其中n_max是永磁电机的空载最高转速；步骤2：分段计算开关频率：当电机工作在中低速段，采用固定开关频率f₀＝5kHz；当电机工作在中高速段，实时开关频率大小由公式计算得到，其中m是保证永磁电机良好控制性能的一个电周期内电流和位置的使用次数，n₀是电机的实时转速，p是永磁电机极对数；步骤3：根据功率管的工作特性限制开关频率：如果步骤2计算出的f_r≤f_max，f_r取实时计算值，如果f_r＞f_max，令f_r＝f_max，其中f_max是功率管在大工作电流时的开关频率上限，该值与功率管的型号有关，由生产厂家提供；步骤4：根据开关频率计算微控制器脉宽调制模块周期寄存器的值TBPRD和实时控制参数k_sp、k_si、k_cp和k_ci：当电机工作在中低速段时，TBPRD是定值，大小为实时控制参数为k_sp＝k_sp0、k_si＝k_si0、k_cp＝k_cp0、k_ci＝k_ci0；当电机工作在中高速段，实时控制参数分别由计算得到，其中，k_sp、k_si分别为转速环PI控制器的比例因子和积分因子，k_cp、k_ci分别为电流环PI控制器的比例因子和积分因子，k_sp0、k_si0、k_cp0和k_ci0是当开关频率是f₀时保证系统正常运行的控制参数k_sp、k_si、k_cp和k_ci的初始值，TBCLK是微控制器的基准时钟周期。