基于模型的永磁同步电机最优磁链控制研究

发布时间：2021-11-13 17:36

　　对于电机存在两种损耗最小控制方法,即损耗模型控制方法和搜索法。前一种方法需要依靠电机参数和繁琐的数学计算来搭建电机损耗模型;后一种方法需要多次采样进行搜索,从而导致控制震荡和系统不稳定。在此,提出了一种基于永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor）损耗模型的搜索法,在搭建好损耗模型后,在搜索期间使用黄金分割算法搜索PMSM当前工况下的最优定子磁链,并采用直接转矩控制下滑模控制,增强了其鲁棒性。在Simulink中搭建了仿真模型,并与传统的额定磁链输出算法和搜索法进行了比较。仿真结果表明,所提出的方法是可行的。 

【文章来源】：农业装备与车辆工程. 2020,58(03)

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

d,q轴坐标系下PMSM等效电路

图2、图3为PMSM极对数pn=4，定子电感Ls=0.0085H，电阻R=1.2Ω，永磁体转子磁链Ψf=0.175，最大电压Vmax=300V，本文的仿真实验也都用此电机。参考转速Nref=1000r/min，负载转矩TL=0/1.5/3N·m时与负载转矩TL=1.5N·m，参考转速Nref=600,800,1000r/min时，定子磁链与输入功率的关系曲线。图3 不同转速下PMSM输入功率与定子磁链关系曲线

图2 不同转矩下PMSM输入功率与定子磁链关系曲线从图2、图3可以看出，随着定子磁链的增加，输入功率先是减少到一定值，然后随着定子磁链的增加，输入功率也随之增大。存着一个定子磁链值能使当前工况下的输入功率最小。本文采用黄金分割算法来找这个点，在电机接近稳定工况时，按照其额定磁链给出初值搜索范围，在搭建的PMSM损耗模型中，对不同的定子磁链下的输入功率进行大小比较。根据比较结果，决定去掉额定磁链范围左端点或者右端点，进行一次迭代，减小搜索范围，接着在剩余的区间上做相同的处理，不断进行迭代，缩小搜索范围，直到满足精度要求为止。其整体控制流程图如图4所示。

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于铁耗在线计算的最小损耗预测电流控制方法[J]. 夏长亮,李帆,王慧敏,阎彦,史婷娜.  中国电机工程学报. 2018(01)
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[3]电动汽车用感应电机直接转矩控制系统的效率最优控制[J]. 张兴华,孙振兴,王德明.  电工技术学报. 2013(04)
[4]电动汽车驱动用永磁同步电动机系统效率优化控制研究[J]. 许家群,朱建光,邢伟,唐任远.  电工技术学报. 2004(07)

博士论文
[1]变频驱动异步电动机最小损耗快速响应控制研究[D]. 崔纳新.山东大学 2005



本文编号：3493425