储能式有轨电车的永磁同步电机控制策略优化

发布时间：2021-08-15 16:57

　　提出一套有轨电车的永磁同步电机优化控制策略。在d-q轴电流平面内分析永磁同步电机不同限制曲线之间的关系和电流轨迹变化的情况;以转矩为控制目标,在以MTPA曲线、电流极限圆和电压极限椭圆为边界的区域内根据永磁同步电机转矩特性曲线规划电流轨迹;采用MTPA控制和优化弱磁控制相结合的算法进行控制实现;以青岛超级电容储能式胶轮有轨电车为实验平台对该方法进行了现场试验及长时运行考核,永磁同步电机实际输出转矩能准确地跟踪给定转矩,且MTPA控制和优化弱磁控制能平稳运行及切换,证明了所提方法的有效性和实用性。 

【文章来源】：微电机. 2020,53(07)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

d-q平面内的永磁同步电机工作区域图

如图2所示,当给定满转矩Tmax时,在基速以下,采用MTPA控制运行于A点,若要在基速以上运行时,由于受到牵引系统容量限制,则需要进行弱磁控制来规划电流轨迹,运行点由A点沿电流极限圆向B点移动,转速升高;若要转速继续升高,则由B点沿MTPV曲线向C点移动。当电机以非满转矩Te1工作时,例如图中A1点所示采用MTPA控制,当电机需要弱磁升速时,为了保持恒定的扭矩Te1输出,则加大弱磁电流,工作点沿恒转矩曲线由A1点向B1点移动,B1点代表在恒定扭矩Te1下可以达到的最大电机转速,当此时电机仍需要增加转速时,则电机已不能在保持转矩不变的条件下继续弱磁升速。根据上述分析, 电机应沿MTPV曲线向C点运行, 其代价是转矩的降低。

在图3中,恒转矩MTPA控制由两个电流环构成,转矩给定值通过MTPA电流规划方式得到直交轴电流给定,直交轴电流给定和反馈构成电流闭环调节跟踪,实现对电机运行的精确控制;而在优化弱磁控制中,则通过饱和电压与前馈电压之差来对MTPA计算的直轴电流进行修正后,作为直轴电流参考给定,然后和直轴电流反馈构成单电流调节部分,电流调节器输出的直轴电压给定值根据电机的实际转速和负载转矩而变化,使得电机的交轴电压也随之变化,从而使永磁同步电机的弱磁控制性能得到提高。由式(2)可得iq与uq和id之间的关系为

【参考文献】：
硕士论文
[1]永磁同步电机弱磁控制策略研究[D]. 刘微.北京交通大学 2014



本文编号：3344936