[发明专利]内置式永磁同步电机基速区与弱磁区的平滑切换控制方法

摘要

一种内置式永磁同步电机基速区与弱磁区的平滑切换控制方法，通过分析传统公式法从基速区切换到弱磁区时，存在较大的转速和转矩波动的原因，添加一个弱磁控制调整因子k；将编码器转速反馈值n、MTPA与FW控制下d轴电流差为输入，利用Mamdani型模糊控制器对k实现在线调整；当转速超过设定弱磁切换转速时采用上述方法实现平滑切换。本发明有效的提升了从基速区到弱磁区切换时转速和转矩的平滑性，同时保证切换后系统的稳定性。

主权项

1.一种内置式永磁同步电机基速区与弱磁区的平滑切换控制方法，其特征在于，包括如下步骤：1)在当前控制周期，由控制系统对转速、电压和电流物理量进行采样，具体包括：电机转速反馈值n，转子位置角θ，电机ABC三相电流iA、iB和iC，直流母线电压udc，并求解ABC三相电流的d、q轴分量id、iq；2)由转速给定值和转速反馈值，经过比例积分控制器得到q轴电流的参考值iq*；内置式永磁同步电机运行在基速时，采用最大转矩电流比控制策略中的公式法计算出基速区d轴电流的参考值id.MTPA*；3)将转速反馈值与基速区到弱磁区的切换转速进行比较，若转速反馈值小于基速区到弱磁区的切换转速，则不进行切换，采用所述的基速区d轴电流的参考值id.MTPA*获取基速区d轴电压；若转速反馈值大于基速区到弱磁区的切换转速，则切换到弱磁控制，引入弱磁调整因子k采用简化的弱磁控制模型，计算出弱磁区d轴电流的参考值id.FW*获取弱磁区d轴电压；4)将转速反馈值、基速区d轴电流的参考值id.MTPA*与弱磁区d轴电流的参考值id.FW*的差值id_error作为模糊控制器输入，使用Mamdani型模糊控制器，经过模糊化、模糊推理、解模糊和清晰化得到弱磁调整因子k值，等待下一控制周期作用到简化的弱磁控制模型中；5)根据d轴电流的参考值和q轴电流的参考值，与通过电流传感器检测到ABC三相电流求解得到的d轴和q轴的电流分量id、iq，经过比例积分控制器，加上限幅后分别得到d轴和q轴的电压值ud、uq；6)采用电压空间矢量调制策略，在当前周期根d轴和q轴的电压值ud、uq和转子位置角θ，计算两电平电压源型逆变器六路PWM脉冲的占空比，然后输出六路PWM脉冲作用于逆变器，进而将对应的d轴和q轴的电压值ud、uq作用于电机，返回步骤1)继续运行。