[发明专利]永磁同步电机转矩间接控制器

摘要

本发明公开了一种永磁同步电机转矩间接控制器，其包括离线开环和在线闭环两种运行状态。离线开环状态下,由外部装置拖动永磁同步电机以一定角速度运转，处理器以间隔记录三相反电势值数组；与转子角速度相除，得到单位转速下三相反电势值数组，分别对的列向量取伪逆、转置，得到参考电流波形表；在线闭环状态下，转矩/电流分配器根据当前转子电角度值查询参考电流波形表得到的参考电流给定值，并将其与速度控制器输出的转矩参考值相乘得到三相电流参考值；电流控制器控制永磁同步电机三相电流跟踪三相电流参考值实现电流闭环。在电机反电势为标准正弦或反电势波形不规则状态下，本发明均可取得平稳的电磁转矩，获得良好的控制效果。

主权项

一种永磁同步电机转矩间接控制器，其特征在于：离线开环运行状态下得到电流参考波形表；在线闭环运行状态下，根据参考电流波形表对三相电流进行分配，完成对永磁同步电机的转矩控制；离线开环状态下，包括有旋转变压器（7）、旋变信号调理器（8）、模数转换器（10）、速度/角度解调器（11）、外部拖动装置（12）、电阻分压网络（13）、反电势信息调理器（14）、存储器（15）、除法器（16）和参考电流波形表发生器（17），其中模数转换器（10）、速度/角度解调器（11）和存储器（15）由处理器完成，除法器（16）和参考电流波形发生器（17）由Matlab实现；外部拖动装置（12）拖动永磁同步电机（6）以一定角速度运转；旋转变压器（7）输出转子角位置模拟正弦值和模拟余弦值；、经旋变信号调理器（8）和模数转换器（10）调理、转换，输出数字正弦值和数字余弦值；速度/角度解调器（11）根据、信息进行解调，输出转子角位置数字值和角速度数字值；电阻分压网络（13）输出永磁同步电机（6）模拟端电压值、、和中点电压值；反电势信息调理器和模数转换器对、、和调理（差分放大，滤波）、模数转换，输出三相反电势数字值、和；存储器以永磁同步电机转子0电角度为起点，2π电角度为终点，每隔记录一组三相反电势数字值，得到一个周期内三相反电势值数组，其为3*N数组，表示一个周期记录的每相反电势数字值的个数；除法器（16）将三相反电势值数组与转子角速度值相除，输出单位转速下三相反电势值数组；参考电流波形发生器17实现运算,表示三相反电势值数组的第i列向量，表示参考电流波形表的第i列向量，显然参考电流波形表也为3*N数组，其第一行向量为一个周期(0‑2π)的U相参考电流表，记为，第二行向量为一个周期(0‑2π)的V相参考电流表，记为，第三行向量为一个周期(0‑2π)的W相参考电流表，记为；在线闭环状态下，系统包括有速度控制器（1）、转矩/电流分配器（2）、电流控制器（3）、PWM发生器（4）、逆变器（5）、旋转变压器（7）、旋变信号调理器（8）、电流信号调理器（9）、模数转换器（10）和速度/角度解调器（11）；旋转变压器（7）信号经旋变信号调理器（8）、模数转换器（10）、速度/角度解调器（11）调理、转换和解调，输出转子角位置数字值和转子角速度数字值；电流调理器（9）和模数转换器（10）对三相电流模拟值、和幅值调理、模数转换，输出三相电流数字值、和；速度控制器（1）将角速度数字值与角速度数字给定值相减后进行PID控制，输出数字转矩给定值；电流/转矩分配器根据当前转子电角度值查参考电流波形表得到的三相参考电流参考值、和，将其与转矩给定值分别相乘得到三相电流给定值、和；电流控制器（3）将三相电流数字值、和分别与三相电流给定值、和相减后进行PI控制，输出U相PWM比较值、V相PWM比较值和W相PWM比较值；PWM发生器（4）输出6路PWM信号，此6路PWM信号经逆变器（5）后对永磁同步电机6三相绕组进行控制。