[发明专利]一种超高速永磁同步电机转速控制方法

摘要

本发明提出一种基于单电流弱磁模式切换的超高速永磁同步电机转速控制方法。根据速度误差和定子电流分别进行自适应反步控制和单电流弱磁控制，得到各自的电压控制量和根据自适应反步控制输出的电压控制量计算得到与参考矢量电压u_smax进行比较，在基速段采用自适应反步控制方法，在基速以上的高速段采用单电流调节的弱磁控制方法对电机转速进行控制。本发明可以进行模式切换实现超高速永磁同步电机全速域控制，不依赖电机参数，易于实现，提高了电机带载能力，具有强鲁棒性。

主权项

1.一种基于单电流弱磁模式切换的超高速永磁同步电机转速控制方法，其特征在于，在矢量控制的模式下，在基速段采用自适应反步控制方法，在基速以上的高速段采用单电流调节的弱磁控制方法对电机转速进行控制；所述基于单电流弱磁模式切换的超高速永磁同步电机转速控制方法，具体包括以下步骤：步骤1，根据速度误差e和d‑q两相旋转坐标系下定子电流i_d、i_q分别进行自适应反步控制和单电流调节的弱磁控制，分别得到自适应反步控制的电压输出量和单电流调节的弱磁控制的电压输出量其中，自适应反步控制的电压输出量的计算方法为：对于d‑q两相旋转坐标系下q轴的电压输出量首先按照下式计算获得电流虚拟输入量其中，J为电机的转动惯量，n_p为极对数，ψ_f永磁磁链，τ_L为等效的摩擦转矩，k为可调参数，k＞0，为根据自适应率估计的摩擦系数值，w为实际电机速度，为给定速度值w_r^*的导数；然后根据电流虚拟输入量按照下式所示方法获得q轴的电压输出量其中，为根据自适应率估计的电阻值，e_q为d‑q两相旋转坐标系下q轴电流误差，L为电机电感值，为给定速度值导数的导数，为估计的摩擦系数的导数，i_q为电机实际电流在d‑q两相旋转坐标系中q轴上的电流分量，k₂为可调参数，k₂＞0；对于d轴电压控制量u1d*，采用id＝0的零直轴矢量控制，按下式所示方法计算获得，其中，k1为可调参数，k1＞0，ed为d‑q两相旋转坐标系中d轴的电流分量误差，iq为电机实际电流在q轴上的分量；步骤2，根据自适应反步控制输出的电压控制量计算得到参量u_s，然后比较参量u_s与参考矢量电压u_smax的大小；当u_smax≥u_s时，将自适应反步控制的电压输出量作为对电机施加的电压控制量u_d和u_q；当u_smax＜u_s时，将单电流调节的弱磁控制的电压输出量作为对电机施加的电压控制量u_d和u_q；步骤3，对电压控制量ud和uq进行park逆变换得到α‑β坐标系下的电压控制量uα和uβ，经过电压空间矢量计算，对电机转速进行PWM控制。