一种永磁同步电机电流环调节器的改进方法
【专利摘要】本发明涉及一种永磁同步电机电流环调节器的改进方法，其包括以下步骤：在忽略Riq项、将与转速反馈值ω相关的电压之和UE=ωLdid+ωψf视为恒定的情况下，由永磁同步电机的定子q轴电压方程uq＝Riq+Lqdiqdt+ωLdid+ωψf得到q轴电流环调节器输出的参考电压与当前周期内施加的电压uq(k)以及下一周期内施加的电压uq(k+1)之间的关系：根据上述关系式，将q轴与d轴电流环调节器的比例参数和积分参数kP和kI均分别设置为：kP＝0.5LqTs-0.25R和kI＝0.5R，从而使永磁同步电机矢量控制系统对指令信号的跟踪不出现超调或振荡调节过程。由于本发明能够消除数字控制方式一拍滞后延时的影响，并且能够提升永磁同步电机矢量控制系统中电流环的动态性能，因此本发明可以广泛应用于永磁同步电机中电流环的调节过程中。
【专利说明】一种永磁同步电机电流环调节器的改进方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电流环调节器的改进方法，特别是关于一种永磁同步电机电流环调节器的改进方法。
【背景技术】
[0002]随着永磁材料性能的不断提高和完善，永磁电机研究开发经验的逐步成熟,永磁同步电机向大功率化、高性能和微型化发展。由于采用永磁体提供气隙磁通，永磁同步电机均具有结构简单、体积小、重量轻、损耗小、效率高等优点，在高性能伺服控制等领域获得了广泛的应用。高性能伺服应用场合一般要求有快速的电磁转矩响应以保证整个系统的高动态性能。提高开关器件斩波频率是一种提升电流环动态性能的直接有效的方法，但斩波频率的提高受到器件以及效率等因素的制约。
[0003]相对于模拟控制方式，数字控制方式得到了越来越广泛的应用，然而数字控制方式存在采样、计算、占空比更新等环节，使得逆变器出现最大占空比受到限制的问题。实际应用中常用的解决方案是采用滞后一拍的控制方式。这种方式造成控制量施加的延时，容易出现超调等现象，是限制电流环调节器动态性能提高的主要原因之一。当前很多方法专注于研究在反馈通道上消除一拍滞后延时。比较直接的办法是采取措施提前预测下一拍电流值，相当于在反馈通道上将调节器输入提前了一拍，可以消除前向通道上存在的一拍滞后延时。如果预测能成功实现，可以对电流控制效果的提升产生有利的作用。然而，预测的实现通常需要使用到电机精确的数学模型及参数，而且一般需要大量的计算量。实际应用场合中这往往是难以做到的。
【发明内容】
[0004]针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够消除一拍滞后延时影响的永磁同步电机电流环调节器的改进方法，改 进后的电流环调节器能够提升永磁同步电机矢量控制系统中电流环的动态性能。
[0005]为实现上述目的，本发明采取以下技术方案:一种永磁同步电机电流环调节器的改进方法，其包括以下步骤:1)同步旋转坐标系下永磁同步电机的定子d轴和q轴电压方程分别为:
[0006]Ud = Κ?,ι+^--,ι--?-ω^?^
[0007]uq = Riq+Lqdiqdt+ ωLdid+ ω
[0008]式中，Ud和Uq分别为永磁同步电机定子d轴和q轴电压，ijP iq分别为永磁同步电机定子d轴和q轴电流，R为永磁同步电机定子电阻，Ld和Lq分别为永磁同步电机定子d轴和q轴电感，Vf为永磁体磁链，ω为永磁同步电机转子电角速度；2)忽略Riq项，将与转速反馈值ω相关的电压之和队=。!^、+。11^视为恒定，则永磁同步电机的定子q轴电压方程转化为:
【权利要求】
1.一种永磁同步电机电流环调节器的改进方法，其包括以下步骤: O同步旋转坐标系下永磁同步电机的定子d轴和q轴电压方程分别为:
2.如权利要求1所述的一种永磁同步电机电流环调节器的改进方法，其特征在于:所述步骤4)中，采用与步骤I)~4)相同的推导过程，得到d轴电流环调节器输出的参考电压《〗与当前周期内施加的电压ud(k)以及下一周期内施加的电压Ud(k+Ι)之间的关系为:ud (k + I )^2u, - ud (k) 0
【文档编号】H02P27/06GK103516280SQ201310460685
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年9月30日 优先权日:2013年9月30日
【发明者】肖曦, 王伟华, 丁有爽 申请人:清华大学