一種混合勵(lì)磁電機(jī)弱磁控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種混合勵(lì)磁電機(jī)弱磁控制方法，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速高于額定轉(zhuǎn)速時(shí)，電機(jī)進(jìn)入恒功率區(qū)，此時(shí)采用弱磁算法進(jìn)一步提高電機(jī)轉(zhuǎn)速，具體方法為：忽略電樞電阻，保持電機(jī)合成反電動(dòng)勢(shì)恒定為電機(jī)端電壓最大值，利用勵(lì)磁電流削弱氣隙磁通進(jìn)行電機(jī)升速，據(jù)此分配電樞電流和勵(lì)磁電流，可以提高電機(jī)轉(zhuǎn)矩輸出能力。本發(fā)明方法能夠?qū)崿F(xiàn)混合勵(lì)磁電機(jī)高速寬調(diào)速范圍運(yùn)行，同時(shí)有效提高電機(jī)的轉(zhuǎn)矩輸出能力，在電動(dòng)汽車用輪轂式直驅(qū)系統(tǒng)中具有良好的應(yīng)用前景。
【專利說明】一種混合勵(lì)磁電機(jī)弱磁控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種混合勵(lì)磁電機(jī)弱磁控制方法,屬于電機(jī)控制技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]永磁電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功率密度高、轉(zhuǎn)矩質(zhì)量比大以及效率高等優(yōu)點(diǎn)，但永磁電動(dòng)機(jī)的主氣隙磁場(chǎng)是由安裝在轉(zhuǎn)子或定子上的永磁體產(chǎn)生的，在電機(jī)運(yùn)行過程中難以調(diào)節(jié)?；旌蟿?lì)磁電機(jī)具有兩種勵(lì)磁源，一種是永磁體，另一種是電勵(lì)磁，具有很強(qiáng)的磁場(chǎng)調(diào)節(jié)能力；在電機(jī)起動(dòng)階段通入正向的勵(lì)磁電流產(chǎn)生正電磁轉(zhuǎn)矩可增加電機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，高速運(yùn)行時(shí)通入反向勵(lì)磁電流可有效提高電機(jī)弱磁升速能力。混合勵(lì)磁電機(jī)相比于永磁電動(dòng)機(jī)具有輸出轉(zhuǎn)矩大和調(diào)速范圍寬的優(yōu)點(diǎn)，在電動(dòng)汽車用輪轂式直驅(qū)系統(tǒng)中具有良好的應(yīng)用前景。[0003]目前混合勵(lì)磁電機(jī)大都采用基于分區(qū)控制的矢量控制算法，額定轉(zhuǎn)速以下為恒轉(zhuǎn)矩區(qū)，額定轉(zhuǎn)速以上為恒功率區(qū)，恒功率區(qū)多采取保持q軸反電勢(shì)為恒定值的控制策略，利用直流勵(lì)磁電流弱磁；相比于普通永磁同步電機(jī)利用d軸電流弱磁的方法，采用該類算法的混合勵(lì)磁電機(jī)具有更寬的調(diào)速范圍。但弱磁提速的代價(jià)是犧牲電機(jī)的帶負(fù)載能力，隨著轉(zhuǎn)速的上升，電機(jī)的轉(zhuǎn)矩輸出能力反比下降。
[0004]實(shí)際應(yīng)用中，電動(dòng)車長(zhǎng)時(shí)間行駛后電池電壓大幅下降，會(huì)減小恒轉(zhuǎn)矩區(qū)的速度范圍；此外，當(dāng)負(fù)載較大時(shí)，增加的正向勵(lì)磁電流會(huì)產(chǎn)生額外的反電勢(shì)，同樣會(huì)減小恒轉(zhuǎn)矩區(qū)速度范圍；另一方面，在高速弱磁區(qū)，負(fù)載較小時(shí)d軸反電勢(shì)也相對(duì)較小，此時(shí)采用傳統(tǒng)的保持q軸反電勢(shì)為恒定值的電流分配算法，能確保合成反電勢(shì)不超過直流母線電壓，但在負(fù)載較大時(shí)，d軸反電勢(shì)會(huì)顯著增加，使用該算法會(huì)出現(xiàn)較大誤差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種混合勵(lì)磁電機(jī)弱磁控制方法，采取保持合成反電勢(shì)為恒定值的弱磁控制策略，實(shí)現(xiàn)混合勵(lì)磁電機(jī)高速寬范圍運(yùn)行的目的。
[0006]技術(shù)方案:為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0007]—種混合勵(lì)磁電機(jī)弱磁控制方法，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速高于額定轉(zhuǎn)速時(shí)，電機(jī)進(jìn)入恒功率區(qū)，此時(shí)采用弱磁算法進(jìn)一步提高電機(jī)轉(zhuǎn)速，具體方法為:忽略電樞電阻，保持電機(jī)合成反電動(dòng)勢(shì)恒定為電機(jī)端電壓最大值，利用勵(lì)磁電流削弱氣隙磁通進(jìn)行電機(jī)升速，據(jù)此分配電樞電流和勵(lì)磁電流，可以提高電機(jī)轉(zhuǎn)矩輸出能力。
[0008]該方法具體包括如下步驟:
[0009](I)當(dāng)電機(jī)進(jìn)入恒功率區(qū)時(shí)，保持電機(jī)合成反電動(dòng)勢(shì)恒定為電機(jī)端電壓最大值，電樞電流和勵(lì)磁電流滿足下式:
[0010]Ebaa =m^{￥pm+Msfif+Ldid)2 +{Lqiqf =V(I)[0011]其中，Ebadt為電機(jī)合成反電勢(shì)，為電機(jī)電角速度，為電機(jī)永磁磁通，Msf為電樞繞組與勵(lì)磁繞組間互感，if為勵(lì)磁電流，Ld為d軸電感，Lq為q軸電感，id為電樞電流的d軸分量，iq為電樞電流的q軸分量，Umax為電機(jī)端電壓最大值。
[0012](2H,為電樞電流的q軸分量，電樞電流合成值不能超過額定值，令id=0可使電樞電流有較大的轉(zhuǎn)矩分量；另一方面，對(duì)于凸極電機(jī)，反向d軸電流會(huì)產(chǎn)生負(fù)的磁阻轉(zhuǎn)矩，降低電機(jī)轉(zhuǎn)矩的輸出能力；因此，為使電樞電流轉(zhuǎn)矩分量盡可能大同時(shí)避免出現(xiàn)負(fù)的磁阻轉(zhuǎn)矩，保持id=o，利用勵(lì)磁電流進(jìn)行弱磁升速，電機(jī)轉(zhuǎn)矩Te通過下式計(jì)算:
[0013]
【權(quán)利要求】
1.一種混合勵(lì)磁電機(jī)弱磁控制方法,其特征在于:當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速高于額定轉(zhuǎn)速時(shí)，電機(jī)進(jìn)入恒功率區(qū)，此時(shí)采用弱磁算法進(jìn)一步提高電機(jī)轉(zhuǎn)速，具體方法為:忽略電樞電阻，保持電機(jī)合成反電動(dòng)勢(shì)恒定為電機(jī)端電壓最大值，利用勵(lì)磁電流削弱氣隙磁通進(jìn)行電機(jī)升速，據(jù)此分配電樞電流和勵(lì)磁電流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合勵(lì)磁電機(jī)弱磁控制方法，其特征在于:包括如下步驟: (O當(dāng)電機(jī)進(jìn)入恒功率區(qū)時(shí)，保持電機(jī)合成反電動(dòng)勢(shì)恒定為電機(jī)端電壓最大值，電樞電流和勵(lì)磁電流滿足下式:

【文檔編號(hào)】H02P27/08GK103595324SQ201310590965
【公開日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月21日
【發(fā)明者】林明耀, 韓臻, 趙紀(jì)龍, 林克曼 申請(qǐng)人:東南大學(xué)