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基于最小二乘法的永磁同步电机最大转矩电流比控制

2021-07-23黄济文王淑红许连丙任俊杰张根嘉

微特电机 2021年7期

黄济文,王淑红,许连丙,刘 旭,任俊杰,张根嘉

(1.太原理工大学 电气与动力工程学院,太原 030024;2.国网大同供电公司,大同 037006;3.中煤科工集团太原研究院,太原 030006)

0 引 言

内置式永磁同步电机(以下简称IPMSM)以其功率密度高、效率高等特点广泛应用于电动汽车、航空航天等高精度控制领域[1]。IPMSM控制中,最大转矩电流比(以下简称MTPA)控制策略应用最广。常用的MTPA控制方法可分为两大类:不依赖电机参数的MTPA计算方法和基于电机模型的MTPA计算方法。

第一类方法主要通过相关算法在线搜索出MTPA运行点。文献[2]将二阶Newton-Raphson 搜索法与三维表结合,在线估算出MTPA点,该方法可获得较好的控制效果,但构建表格较为繁杂,不适用于大批量生产。文献[3]将扰动信号注入到电流矢量角中,根据电流反馈在线调节电流矢量角,实现MTPA点的实时跟踪。但扰动步长较难选择,难以兼顾系统的动态响应和稳态性能。为此,文献[4]利用PI控制器跟踪零稳态误差,解决稳态时电流矢量角度振荡问题,并提出自适应法步长选择改善系统动稳态性能。

第二类方法利用电机基本电磁关系直接计算MTPA运行点。文献[5]提出基于常参数曲线拟合的MTPA控制策略,控制方法简单易实现,但电机在运行中实际的MTPA运行点会随着电机参数的改变而变化,使得该算法仅在取点范围内精确,无法做到全工况下精准计算MTPA运行点。为减小参数变化引起的MTPA运行点计算偏差,需要对电机的d,q轴电感参数精确辨识。文献[6-7]利用离线辨识方法获得d,q轴电感值关于电流的关系式,但忽略了交叉饱和效应的影响。……

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