專利名稱：永磁同步電機反電動勢諧波補償控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種永磁同步電機反電動勢諧波補償控制方法，該方法屬于電機控制技術領域。
背景技術：
永磁同步電機矢量控制應用的前提是假設電機為理想條件，不僅定子三相電路對稱，轉子永磁體磁場在空間也呈正弦分布。由于制造工藝的問題實際的電機不可能是完全的理想條件，例如永磁體磁場失磁或含有諧波分量則會在定子繞組感應產(chǎn)生諧波反電動勢，電機的齒槽效應等非理性因素同樣會在定子繞組感應產(chǎn)生諧波反電動勢，都會造成電機產(chǎn)生諧波電流，進而造成電機轉矩控制的不穩(wěn)定。為了抑制諧波電流的產(chǎn)生和相應的轉矩脈動，可以從電機設計的角度著手對電機的磁路進行優(yōu)化改進，或者可以從電氣控制的角度對諧波磁場進行數(shù)學建模和并對轉矩波動有針對性的補償。考慮到永磁同步電機轉子 永磁體磁場非理想分布情況的復雜性，建立一個通用的轉子諧波磁場數(shù)學模型存在一定的困難。為此本發(fā)明專利對具有非理想因素的永磁同步電機及其矢量控制系統(tǒng)進行了分析研究，提出了當轉子為永磁體時電機產(chǎn)生恒定轉矩所需要的定子電壓電流條件。利用由理想電機模型得到的定子電壓值作為參考，與電機實際的端電壓進行比較得到電機非理想特性引起的電壓畸變及諧波成分的大小，并在控制環(huán)路中對此做出補償，以抑制反電動勢諧波成分對定子繞組電流及轉矩的影響，進而減小電機運行損耗，提高電機轉矩控制的平穩(wěn)性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開一種永磁同步電機反電動勢諧波補償控制方法，該方法屬于電機控制技術領域。這種補償控制方法基于對永磁同步電機產(chǎn)生更完美正弦波電流及平穩(wěn)轉矩所需要的定子電壓條件，利用由理想電機模型得到的定子電壓值作為參考，與電機實際的端電壓進行比較得到電機非理想特性引起的電壓畸變及諧波成分的大小，并在控制環(huán)路中對此做出補償，以抑制反電動勢諧波成分對定子繞組電流及轉矩的影響，進而減小電機運行損耗，提高電機轉矩控制的平穩(wěn)性。本發(fā)明公布的永磁同步電機反電勢諧波補償控制方法分為兩個步驟或方法，分別為提取永磁同步電機的諧波反電勢的方法和基于諧波反電勢成分的補償控制方法。提取永磁同步電機的諧波反電勢的方法說明如下三相永磁同步電機在理想狀態(tài)下，電機三相電壓方程可寫為
權利要求
1.提取永磁同步電機的諧波反電勢的方法，其特征在于以最常用的三相永磁同步電機為例分析，在理想狀態(tài)下，電機三相電壓方程可寫為
2.基于諧波反電勢成分的補償控制方法，其特征在于系統(tǒng)基于高性能永磁同步電機常用的矢量控制系統(tǒng)為例進行分析和說明。圖2是基于永磁同步電機的諧波反電動勢補償控制的原理圖，電機控制系統(tǒng)由轉矩和勵磁兩個閉環(huán)來控制，其中轉矩的指令值由速度環(huán)的PI輸出來給定，勵磁電流由當前的磁通控制目標確定，通過兩個閉環(huán)控制可得到在同步旋轉d-q坐標系下的電壓指令值ud、iv進一步通過坐標變換將電壓指令值變換到相對定子靜止的a-P坐標系，相應指令值為ua、ue。同時通過坐標變換將諧波反電動勢成分Auab。=(Aua, Aub, Au。)也變換至a坐標系,相應分量為Aua、Aue。如圖2所示,施加于電機端子的實際電壓由ua + Aua、ue + Aue確定，這樣就對諧波反電勢進行了補充，可使電機輸出電流更趨近于正弦，由此減小損耗，提高電機輸出轉矩平穩(wěn)性。
3.按照權利要求I與權利要求2所述方法實現(xiàn)的永磁同步電機控制系統(tǒng)裝置，其特征在于所采用的電機端電壓給定采用了反電勢諧波補充控制算法。
全文摘要
本發(fā)明公開一種永磁同步電機反電動勢諧波補償控制方法，該方法屬于電機控制技術領域。這種補償控制方法基于對永磁同步電機產(chǎn)生更完美正弦波電流及平穩(wěn)轉矩所需要的定子電壓條件，利用由理想電機模型得到的定子電壓值作為參考，與電機實際的端電壓進行比較得到電機非理想特性引起的電壓畸變及諧波成分的大小，并在控制環(huán)路中對此做出補償，以抑制反電動勢諧波成分對定子繞組電流及轉矩的影響，進而減小電機運行損耗，提高電機轉矩控制的平穩(wěn)性。
文檔編號H02P21/00GK102739147SQ20111009410
公開日2012年10月17日 申請日期2011年4月12日 優(yōu)先權日2011年4月12日
發(fā)明者呂春松, 李社偉, 雷勤 申請人:嘉善東菱電子科技有限公司