[发明专利]一种基于空间矢量调制的高速永磁同步电机直接功率控制方法

摘要

本发明公开了一种基于空间矢量调制的高速永磁同步电机直接功率控制方法，采用PI调节器代替滞环控制器从而实现对瞬时功率的直接控制。基于空间矢量调制的高速永磁同步电机直接功率控制方法基于两个PI调节器，输出根据电压矢量的相位大小，经过坐标变换和空间矢量调制，得到理想的电压矢量。利用这种方式，既可以实现定子电压的准确控制以达到控制无功功率为零的目标，又可以克服开关频率不固定的问题。本发明结构简单，算法简便，可以减少电机的损耗，提高电机的运行效率，可用于鼓风机等长期稳态运行且节能要求比较高的应用场合。

主权项

1.一种基于空间矢量调制的高速永磁同步电机的直接功率控制方法，其特征在于，包括下列步骤：(1)基于永磁同步电机理想条件下的假设，建立三相PMSM基本数学模型，所建立的永磁同步电机模型为：在ABC坐标系下，定子电流、电压空间矢量可表示为：其中，a＝ej120°代表算子空间；Rs为相电阻；Ls为等效相电感，为相电感与互感之差；ψf是永磁体励磁空间矢量；θr是永磁体相对A轴的旋转角度；(2)通过直接功率控制算法，得到α‑β坐标系下的电压矢量；将给定转速ω*与实测转速ω做差，差值输入到PI调节器进行转速调节，PI调节器输出值作为瞬时有功功率p*的给定值，瞬时无功功率q*的给定值定为0，将瞬时有功功率p*、无功功率q*和实际计算得到的瞬时有功功率p、无功功率q分别做差，差值分别送入两个PI调节器进行调节，两个PI调节器的输出根据电压矢量的相位信息，经过坐标变化得到α轴的电压矢量usα，β轴的电压矢量usβ；(3)通过空间矢量调制，得到理想的电压信号；将α轴的电压矢量usα，β轴的电压矢量usβ进行矢量分解，得到理想的电压矢量uα和uβ；此电压信号经过PWM逆变器输出三相电流信号iA、iB、iC从而调节定子电流矢量幅值来改变瞬时无功功率；同时，输出的三相电流信号iA、iB、iC经过坐标变换，得到α‑β坐标系下电流矢量iα和iβ，与电压矢量uα和uβ一起作为实际计算的瞬时有功功率p*和瞬时无功功率q*的输入。