CN102035445A - 一种永磁同步电机高速弱磁闭环控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明应用于永磁同步电机的高速弱磁控制领域，具体地说是针对永磁同步电机的高速弱磁控制，提出了一种新的闭环弱磁控制方法。本发明采用的弱磁闭环控制思路为：采用矢量控制方法，利用永磁同步电机的D轴电压Vdr和Q轴电压Vqr可以计算得到中线相位电压Vr，得到Vr后，和参考电压Vbase比较，最终由负反馈PI调节器得到负的Idr。随着永磁同步电机的转速升高，Vdr和Vqr增加，使得Vr也增加；当Vr超过Vbase时将输出为负的Idr，负的Idr正好抵消一部分永磁磁场，这样就保证了速度的升高。并且随着Idr的绝对值的增加，Iqr的限制范围[iqrmin，iqrmax]将减小，确保总电流不超出Ismax。本发明采用这种弱磁闭环控制方法，从而达到了消磁的目的。

Description

一种永磁同步电机高速弱磁闭环控制方法

技术领域

本发明涉及一种永磁同步电机高速弱磁闭环控制方法，主要应用于永磁同步电机的高速弱磁控制领域。

背景技术

随着石油能源的日益减少及人类对环境污染的日益关注，现在以永磁同步和交流异步电机构成的电动汽车及混合动力汽车动力***已引起各汽车厂商的高度关注。当前永磁同步电机的高速弱磁普遍采用开环控制。弱磁开环控制需要测试高速弱磁点参数，并且工作量很大，计算繁琐；更换不同电机需要重新测试；供电电压发生变化，原来的测试参数需要修正。本发明针对以上方法的缺点，设计出一种新的控制方法，最终实现实时的闭环弱磁控制。

发明的内容

本发明为了克服现有技术中的不足，提供一种新的高速弱磁控制方法。定子电流频率增加可以实现高速处理。定子电压和汽车流量的角速度成正比。在正常条件下，汽车流量保持不变。最高速度达到定子时，受到电源转换器输出电压的限制。为了达到更高的速度，通量作为角速度减少到定子电压保持恒定和最大平等的状态。永磁同步电机运转到额定速度后，电机产生的反电动势等于电池电压，这时要继续提高速度必须减小励磁。针对永磁同步电机的固定磁场，要减小励磁，通过在直轴方向加一个负的电流，产生一个和固定磁场相反的磁场，从而抵消一部分磁场，达到弱磁的目的。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：利用D轴电压Vdr和Q轴电压Vqr可以计算得到中线相位电压Vr，得到Vr后，和参考电压Vbase比较，最终由负反馈PI调节器得到负的Idr，而负的Idr产生的磁场和固定磁场方向相反，抵消掉一部分固定磁场，并且随着转速的升高，PI调节器得到的负的Idr越大，从而抵消的磁场越多，得到更弱的磁场，最终实现实时的闭环弱磁控制。并且随着Idr的绝对值的增加，Iqr的限制范围[iqrmin，iqrmax]将减小，确保总电流不超出Ismax。

本发明与现有技术相比，其有益效果表现如下：

1.无需提前测试高速弱磁点，采用闭环控制策略实时运算实现。

2.更换电机时只须输入电机参数ψf即可。

3.当供电电压发生时，通过闭环控制同步调整弱磁点，减少了修正不当带来的误差。

附图说明

图1是本发明的原理图；

图2是本发明的流程图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步描述：

本发明提出的弱磁闭环负反馈PI控制策略，所有参数都是实时计算，不须查表也不利用近似的静态参数，彻底的解决了开环***的缺点。实现原理如图1所示。

具体实现过程：

第一步：利用永磁同步电机的D轴和Q轴电压，通过PI调节器得到新的D轴参考输入Idr.如附图所示，由Vdr和Vqr可以确定中线相位电压Vr，如(1)式：

$\mathrm{Vr}=\sqrt{{\mathrm{Vdr}}^2+{\mathrm{Vqr}}^2}---\left(1\right)$

第二步：有了Vr和参考电压Vbase，通过负反馈PI调节器得到Idr.

第三步：为了确保总电流不超出Ismax，Iqr的限制范围[iqrmin，iqrmax]将由

(2)式计算得到

$\mathrm{iq}\max =\sqrt{{\mathrm{is}\max }^2-{\mathrm{idr}}^2}---\left(2\right)$

软件中通过递归方程实现开方运算。具体算法如(3)式：

X(n)＝0.5*(X(n-1)+N/X(n-1))         (3)

利用本发明所述的技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述的技术效果的，均是落入本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种永磁同步电机高速弱磁闭环控制方法，其特征在于：所用的控制方法采用闭环控制与矢量控制方法相结合。

2.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机高速弱磁闭环控制方法，其特征在于：利用永磁同步电机的D轴和Q轴电压，由Vdr和Vqr可以确定中线相位电压Vr。

3.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机高速弱磁闭环控制方法，其特征在于：根据Vr和参考电压Vbase，通过负反馈PI调节器得到Idr.

4.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机高速弱磁闭环控制方法，其特征在于：为了确保总电流不超出Ismax，可以计算出Iqr的限制范围[iqrmin，iqrmax]。

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