永磁同步电机最大转矩电流比控制方法、系统、介质及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种永磁同步电机最大转矩电流比控制方法、系统、介质及装置，所述方法包括以下步骤：根据永磁同步电机的数学模型得到向左的恒转矩方向与电流下降梯度的数量积；根据所述数量积确定当前永磁同步电机的运行点的位置；根据所述位置确定电流修正策略。本发明专利技术的一种永磁同步电机最大转矩电流比控制方法、系统、介质及装置，用于提供一种对处理器要求低、移植性好、占用计算资源少且实时精确调整永磁同步电机最大转矩电流比控制的方法、系统、介质及装置。

【技术实现步骤摘要】
永磁同步电机最大转矩电流比控制方法、系统、介质及装置
本专利技术涉及永磁同步电机控制
，特别是涉及一种永磁同步电机最大转矩电流比控制方法、系统、介质及装置。
技术介绍
永磁同步电机具有结构简单、体积小、效率高、功率因数高等优点，近年来随着高性能永磁材料的不断研究与应用，在航空航天、医疗器械、新能源电动汽车领域得到了广泛的应用。内置式永磁同步电机由于永磁体内埋于转子，导致转子磁路不对称，可充分利用磁阻转矩来提高内置式永磁同步电机的带载能力。最大转矩电流比(MTPA)控制是在输出电磁转矩相同的条件下使定子电流幅值最小，因此能减小铜耗，提高运行效率。MTPA控制方法中有公式法、查表法、曲线拟合法等。上述几种MTPA控制在实现过程中存在缺陷，主要有：(1)公式法在实际控制过程中存在复杂的计算公式，需依赖精确的电机参数，况且电机在运行过程中参数会不可避免地发生改变，且对处理器要求较高，所以纯粹的公式法应用受到限制。(2)查表法前期需要进行大量仿真和实验测试，归纳出参数表，因此制表过程比较费时，且移植性较差。(3)曲线拟合法的运行效果会受拟合函数阶次的影响，阶次越高拟合效果越好，但会占用计算资源。因此，针对现有技术的缺陷，亟待出现一种新型的MTPA控制方案，解决现有的MTPA控制方法中对处理器要求高、移植性差、占用计算资源多的问题。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种永磁同步电机最大转矩电流比控制方法、系统、介质及装置，用于解决现有技术中现有的MTPA控制方法中对处理器要求高、移植性差、占用计算资源多的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种永磁同步电机最大转矩电流比控制方法，包括以下步骤：根据永磁同步电机的数学模型得到向左的恒转矩方向与电流下降梯度的数量积；根据所述数量积确定当前永磁同步电机的运行点的位置；根据所述位置确定电流修正策略。于本专利技术的一实施例中，所述向左的恒转矩方向与电流下降梯度的数量积为：其中，V表示所述数量积；Te为永磁同步电机转矩；F为电流代价函数；pn表示永磁同步电机的极对数；Ld和Lq分别表示d-q旋转坐标系下定子绕组电感的d轴和q轴分量；id和iq分别表示d-q旋转坐标系下定子绕组电流的直轴和交轴分量；ψf表示转子磁链。于本专利技术的一实施例中，所述根据所述数量积确定当前永磁同步电机的运行点的位置为：当V>0时，所述永磁同步电机运行点位于最大转矩电流比轨迹的上方，其中V表示所述数量积；当V<0时，所述永磁同步电机运行点位于最大转矩电流比轨迹的下方；当V＝0时，所述永磁同步电机运行点位于最大转矩电流比轨迹上。于本专利技术的一实施例中，所述根据所述位置确定电流修正策略包括：所述电流修正策略为：其中为第k次修正的定子绕组d轴电流分量，为d轴电流调节精度；当电机运行点位于最大转矩电流比轨迹的上方时，当电机运行点位于最大转矩电流比轨迹的上时，当电机运行点位于最大转矩电流比轨迹的下方时，为实现上述目的，本专利技术还提供一种永磁同步电机最大转矩电流比控制系统，包括：数量积获得模块、位置确定模块和修正策略确定模块；所述数量积获得模块用于根据永磁同步电机的数学模型得到向左的恒转矩方向与电流下降梯度的数量积；所述位置确定模块用于根据所述数量积确定当前永磁同步电机的运行点的位置；所述修正策略确定模块用于根据所述位置确定电流修正策略。于本专利技术的一实施例中，所述向左的恒转矩方向与电流下降梯度的数量积为：其中，V表示所述数量积；Te为永磁同步电机转矩；F为电流代价函数；pn表示永磁同步电机的极对数；Ld和Lq分别表示d-q旋转坐标系下定子绕组电感的d轴和q轴分量；id和iq分别表示d-q旋转坐标系下定子绕组电流的直轴和交轴分量；ψf表示转子磁链。于本专利技术的一实施例中，所述根据所述数量积确定当前永磁同步电机的运行点的位置为：当V>0时，所述永磁同步电机运行点位于最大转矩电流比轨迹的上方，其中V表示所述数量积；当V<0时，所述永磁同步电机运行点位于最大转矩电流比轨迹的下方；当V＝0时，所述永磁同步电机运行点位于最大转矩电流比轨迹上。于本专利技术的一实施例中，所述根据所述位置确定电流修正策略包括：所述电流修正策略为：其中为第k次修正的定子绕组d轴电流分量，为d轴电流调节精度；当电机运行点位于最大转矩电流比轨迹的上方时，当电机运行点位于最大转矩电流比轨迹的上时，当电机运行点位于最大转矩电流比轨迹的下方时，为实现上述目的，本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现任一上述永磁同步电机最大转矩电流比控制方法。为实现上述目的，本专利技术还提供一种永磁同步电机最大转矩电流比控制装置，包括：处理器和存储器；所述存储器用于存储计算机程序；所述处理器与所述存储器相连，用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述永磁同步电机最大转矩电流比控制装置执行任一上述的永磁同步电机最大转矩电流比控制方法。如上所述，本专利技术的一种永磁同步电机最大转矩电流比控制方法、系统、介质及装置，具有以下有益效果：，通过电流下降梯度与向左的恒转矩方向实时判断电机是否运行在MTPA轨迹控制点，若偏离MTPA轨迹控制点则对交、直轴电流修正，否则无需修正。当电机所带负载发生改变时，该算法能够自动调整到当前负载所对应的MTPA轨迹运行点，不受运行工况的影响，具有良好的动态响应特性。本专利技术的控制方法和公式法相比，有效减少了计算量，提高了运行速度；与查表法相比，无需预先制表，减少了工作量。附图说明图1a显示为本专利技术的永磁同步电机最大转矩电流比控制方法于一实施例中的流程图；图1b显示为本专利技术的永磁同步电机最大转矩电流比控制方法于一实施例中的交、直轴电流与定子电流矢量的关系图；图1c显示为本专利技术的永磁同步电机最大转矩电流比控制方法于一实施例中的永磁同步电机运行点示意图；图2显示为本专利技术的永磁同步电机最大转矩电流比控制系统于一实施例中的结构示意图；图3显示为本专利技术的永磁同步电机最大转矩电流比控制装置于一实施例中的结构示意图。元件标号说明21数量积获得模块22位置确定模块23修正策略确定模块31处理器32存储器具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，故图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种永磁同步电机最大转矩电流比控制方法，其特征在于，包括以下步骤：/n根据永磁同步电机的数学模型得到向左的恒转矩方向与电流下降梯度的数量积；/n根据所述数量积确定当前永磁同步电机的运行点的位置；/n根据所述位置确定电流修正策略。/n

【技术特征摘要】
1.一种永磁同步电机最大转矩电流比控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
根据永磁同步电机的数学模型得到向左的恒转矩方向与电流下降梯度的数量积；
根据所述数量积确定当前永磁同步电机的运行点的位置；
根据所述位置确定电流修正策略。


2.根据权利要求1所述的永磁同步电机最大转矩电流比控制方法，其特征在于，所述向左的恒转矩方向与电流下降梯度的数量积为：
其中，V表示所述数量积；Te为永磁同步电机转矩；F为电流代价函数；pn表示永磁同步电机的极对数；Ld和Lq分别表示d-q旋转坐标系下定子绕组电感的d轴和q轴分量；id和iq分别表示d-q旋转坐标系下定子绕组电流的直轴和交轴分量；ψf表示转子磁链。


3.根据权利要求1所述的永磁同步电机最大转矩电流比控制方法，其特征在于，所述根据所述数量积确定当前永磁同步电机的运行点的位置为：
当V>0时，所述永磁同步电机运行点位于最大转矩电流比轨迹的上方，其中V表示所述数量积；
当V<0时，所述永磁同步电机运行点位于最大转矩电流比轨迹的下方；
当V＝0时，所述永磁同步电机运行点位于最大转矩电流比轨迹上。


4.根据权利要求3所述的永磁同步电机最大转矩电流比控制方法，其特征在于，所述根据所述位置确定电流修正策略包括：
所述电流修正策略为：其中为第k次修正的定子绕组d轴电流分量，为d轴电流调节精度；
当电机运行点位于最大转矩电流比轨迹的上方时，
当电机运行点位于最大转矩电流比轨迹的上时，
当电机运行点位于最大转矩电流比轨迹的下方时，


5.一种永磁同步电机最大转矩电流比控制系统，其特征在于，包括：数量积获得模块、位置确定模块和修正策略确定模块；
所述数量积获得模块用于根据永磁同步电机的数学模型得到向左的恒转矩方向与电流下降梯度的数量积；
所述位置确定模块用于根据所述数量积确定当前永磁同步电机的运行点的位置；

【专利技术属性】
技术研发人员：廖志明，史军伟，郭敬东，张葆华，林国斌，张辉，李枝亮，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海;31