永磁同步电机虚拟信号注入mtpa控制方法

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1、第50卷第6期电力电子技术Vo1．50，No．62016年6月PowerElectronicsJune2O16永磁同步电机虚拟信号注入MTPA控制方法梁康有，袁玲，谭宇航一(1．重庆文理学院，重庆402160；2．国网重庆市电力公司永川供电分公司，重庆402160)摘要：提出了一种虚拟信号注入(VSIC)来实现最大转矩电流比(MTPA)的方法。该方法通过在反馈电流信号中叠加小幅值的高频正弦分量，并以泰勒级数展开的方式分析出电磁转矩与电流矢量角之间的内在联系。进而配置合理的低通、带通滤波器截止频率，即可提取出MTPA电流对应的

2、角度信息。整个过程无需任何永磁同步电机(PMSM)参数，同时有效避免了传统高频信号注入方法存在的转矩脉动、高频噪音、附加损耗等弊端。基于25kW的双PMSM对拖平台完成系统样机实验，验证了VSIC效率优化方法的可行性和高效性。关键词：永磁同步电机；虚拟信号注入；最大转矩电流中图分类号：TM312文献标识码：A文章编号：1000一lOOX(2016)O6-OO64-1MPermanentMagnetSynchronousMotorVirtualSignalInjectionforMTPALIANGKang-you，YUANLi

3、nga，TANYu-hang(1．ChongqingUniversityofArtsandSciences，Chongqing402160，China)Abstract：Avirtualsignali~eefion(VSIC)ispresentedtoachievemaximumtorqueperampere(MTPA)．Thismethodisstackedwithsmallcomponentsinthecurrent~edbackhJghfrequencysinusoidalsignalandtheinternalrel

4、ationofelectromagnetictorqueandcurrentvectorangleareanalyzedbyTaylorseriesexpansion．Areasonablelow—pass，band-passfiltercut-offrequencyareconfiguredandMTPAcurrentcorrespondingtotheinformationcanbeextracted．Thewholeprocessdoesnotneedanypermanentmagnetsynchronousmotor

5、(PMSM)parameterandeficientlyavoideto-rqueripple，highfrequencynoise，additionallossesandotherdefectsofthetraditionalhigh—frequencysis,~ainjectionmethod．Experimentisverifiedby25kWdualPMSM，andthereliabilityandtheeficiencyofVSICeficiencyopti—mizafionareverified．Keywords

6、：permanentmagnetsynchronousmotor；virtualsignalinjection；maximumtorquecurentFoundationProject：SupportedbyNationalNaturalScienceFoundationofChina(No．51377020)1引言2PMSM模型及最优转矩角计算原理PMSM具有高功率密度、高功率因数、高效率图1示出PMSM驱动系统原理图。等特性，因此应用广泛【11。IPMSM因其转子磁路结薹压璩遁菱一‘⋯：构不对称能够产生磁阻转矩，在电机控

7、制系统中，／o)l(1u4(O1采用MTPA控制策略可以充分利用磁阻转矩。从。而提高电机的转矩输出能力和系统效率[2-31。然而。SMu5((101由于PMSM驱动系统长时间工作于高温环境下。(a)PMSM系统结构图(b)电压空间矢量图极易造成稀土磁性材料出现过热现象。考虑到图1PMSM调速系统概述图Nd．Fe．B的磁通密度随环境温度变化显著。使得Fig．1PMSMspeedcontrolsystemoverview高温环境下转子磁链出现大幅波动。从而造成相对于三相理想对称的PMSM驱动系统，建立同电流情况下PMSM输出转矩

8、性能的恶化【～1。其两相旋转d。q坐标系下的电压、转矩方程为：在此针对传统PMSM驱动系统效率优化控制Iua=LgtiJdt+Rid—n∞。qiq时存在参数依耐性问题，提出利用VSIC来实现{uq=Lgdi口[dt+Riq+nCco~ain_，田(1)MTPA的方法．并通过实验进行验证。【