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专利号: 2020108509570
申请人: 江苏大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-03-10
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种超高速永磁同步电机瞬态电流规划方法,其特征在于,所述瞬态电流规划方法基于的瞬态电流规划系统,包括瞬态电流规划模块,所述瞬态电流规划模块包括MTPA控制子系统、普通弱磁控制子系统、MTPV控制子系统以及模式切换条件判断子系统;所述MTPA控制子系统计算MTPA控制下的d、q轴电流指令值,所述普通弱磁控制子系统计算普通弱磁控制阶段的d、q轴电流指令值,所述MTPV控制子系统计算MTPV控制阶段的d、q轴电流指令值,所述模式切换条件判断子系统判断控制模式为MTPA控制或普通弱磁控制或MTPV控制,将相应控制模式下的d、q轴电流指令值发送给电压解耦控制模块,电压解耦控制模块计算控制电机的d、q轴电压指令值;

所述瞬态电流规划方法包括步骤:步骤(1),模式切换条件判断子系统判断是否切换为普通弱磁控制或MTPV控制,若是,则进入步骤(2),否则进入步骤(5);

所述是否切换通过判断d、q轴电压值是否达到限幅值作为切换点,判断公式为:若判断公式成立,则切换为MTPA控制,否则转入步骤(2);

步骤(2),模式切换条件判断子系统判断转速采样值ωr是否大于MTPV控制开始点转速ωVs,若否,则进入步骤(3),若是,则进入步骤(4);

步骤(3),计算普通弱磁控制阶段的d、q轴电流指令值;

所述普通弱磁控制阶段的d轴电流指令值为:式中,a1、a2、b1、b2、A、B均为变量,且a1=ωrLd,a2=ωrλPM+LqB,b1=ωrLq,b2=LdA;Imax为定子电流最大值,λPM为永磁体磁链,Ld为d轴电感,Lq为q轴电感,Umax为端电压限幅值;

所述普通弱磁控制阶段A、B的值为:其中Δt为采样间隔,Idr、Iqr分别为d、q轴电流采样值;Id1、Iq1分别为普通弱磁控制阶段d、q轴电流指令初始值,具体为:所述普通弱磁控制阶段的q轴电流指令值为:步骤(4),MTPV控制子系统接收转速采样值ωr以及d、q轴电流采样值id和iq,计算MTPV控制阶段的d、q轴电流指令值

所述MTPV控制阶段的d轴电流指令值计算公式为:所述MTPV控制阶段的q轴电流指令值计算公式为:* *

式中,ρ、C均为变量,ρ=Ld/Lq,C=ρωr[λPM/Lq+(ρ‑1)Id][LdId+λPM+BLq/ωr];

所述MTPV控制阶段A、B的值为:其中Id2、Iq2分别为MTPV控制阶段d、q轴电流指令初始值,具体为:式中E为变量;

步骤(5),电压解耦控制模块接收瞬态电流规划模块发送的MTPA控制子系统计算的d、q轴电流指令值,计算d、q轴电压指令,实现超高速永磁同步电机的控制。

2.根据权利要求1所述的超高速永磁同步电机瞬态电流规划方法,其特征在于,所述MTPA控制阶段的d、q轴电流指令值获取过程为:判断MTPA控制阶段的q轴电流指令初始值Iq是否大于q轴电流最大值Iqmax1,若是,则d、q轴电流指令值计算公式为:若否,则d、q轴电流指令值计算公式为:*

其中sign(n)为符号函数,Idmax1为MTPA控制下d轴电流最大值。

3.根据权利要求2所述的超高速永磁同步电机瞬态电流规划方法,其特征在于,所述电流最大值Iqmax1的计算公式为: 其中Idmax1为MTPA控制下d轴电流最大值。

4.根据权利要求2所述的超高速永磁同步电机瞬态电流规划方法,其特征在于,所述MTPA控制阶段的q轴电流指令初始值由 和得到,其中Te为电磁转矩,ωref为目标转速,Δt为采样间隔,J为轴系转动惯量,np为极对数。

5.根据权利要求1所述的超高速永磁同步电机瞬态电流规划方法,其特征在于,所述MTPV控制开始点转速由MTPV控制阶段的d、q电流指令值与电流极限圆方程联立求得,具体为: