改善永磁同步电机驱动系统暂态性能研究

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1、第48卷第2期电力电子技术Vo1．48，No．22014年2月PowerElectronicsFebruary2014改善永磁同步电机驱动系统暂态性能的研究刘旺，黄守道，徐琼，沈文(湖南大学，电气与信息工程学院，湖南长沙410082)摘要：提出了一种新的永磁同步电机驱动系统快速电流控制方法。在电机反电动势较高时，电流调节器趋于饱和。电压裕量不足。又因为d轴电压裕量比q轴电压裕量大，在电流调节器前加入一个暂态电流修正器，重新分配d，q轴电压裕量，改善电机在高速运行及电流变化较大时的电流控制能力。通过该方法能在不恶化系统电流稳态性能的情况下有效提高电流控制的暂态

2、性能。该方法在宽调速范围即基速以下恒转矩区域及基速以上的弱磁区域皆可行。采用该方法，在d，q坐标系上通过所谓的“捷径路径”来修正参考电流，从而使实际电流跟踪参考电流。仿真和实验验证了所提方法的可行性。相比传统方法，所提方法电流稳定时间能减小45％。关键词：永磁同步电机；暂态性能；电压裕量中图分类号：TM315文献标识码：A文章编号：1000一lOOX(2014)02—0062—04ResearchonImproveTransientPerformanceofPermanentMagnetSynchronousMachineDrivesLIUWang，HUAN

3、GShou—dao，XUQiong，SHENWen(HunanUniversity，Changsha410082，China)Abstract：Anewcontrolmethodforthefastcurrentcontrolofpermanentmagnetsynchronousmachinesisproposed．Thismethodcanimprovethetransientstateofcurrentcontrolwithoutdamagingsteady—stateperformance．Thismethodisfeasibleinawideran

4、geofspeed：bothinthespeedbelowthebasespeedandinthefluxweakeningregion．Usingtheproposedmethod，thegivenvaluesofd，qcurentsaremodifiedSOthatthecurrentsCBXIfollowtheSO—called“shortcut”trajectoryinthed，qcoordinateframe．Thismethod’Sefectivenessisconfirmedbycomputersimulationsandexperiments

5、．Thesetdingtimeisreducedby45％comparedwiththetraditionalmethod．Keywords：permanetmagnetsynchronousmotor；transientstate；voltagemarginFoundationProject：Supposedby12thFive·yearNationalKeyTechnologyR&DProgram(No．2012BAH11F03)；Re·searchFundsforScienceInnovationProjectofHunanProvinceof2012

6、(No．CX2012B128)1引言节。在中高速运行区域，电流调节器输出电压易超出直流母线电压极限，导致电流调节器输出饱和。在高性能交流电机驱动系统工业应用中，永这里提出一种新颖的电流控制算法用于快速磁同步电机由于其高转矩密度和高效率获得广泛动态响应。其基本概念是通过增强d轴暂态电流应用。且要求其具有良好的稳态电流调节性能和来消除q轴暂态电压不足。考虑电压饱和，通过修快速的电流暂态响应。又由于电流受逆变器提供正传统PI调节器参考量来保证电压裕量。采用该的端电压控制，巧妙设计电流调节器来产生合适方法使暂态响应得到改善，即减小了调节时间。仿的参考电压很有必要【卜

7、。真和实验证明了该方法的有效性。在各种电流调节器方案中．旋转PI电流调节器广泛应用于高性能电机驱动系统。在电压未饱和2传统控制方法情况下电流调节器输出可能由PWM逆变器线性直插式永磁同步电机的电压、转矩方程为：合成．电流能按照所设计的控制状态很好地进行调u=R童+sL+e．Uq：=R~iq+sLqiq：+eq1ed=一∞上iq：，eq~=to(La／d+)(2)基金项目：国家“十二五”科技支撑计划(2012BAH11F03)；=(3／2)np[姊一(L-Ld)Br](3)2012年湖南省研究科研创新项目(CX2012B128)式中：，‰分别为d，q轴定子电压

8、；e，e分别为d，q轴定稿日期：2013一l1—28