永磁同步电机无感电流解耦控制策略的研究.pdf

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1、文章编号：1002-6673(2016)05-087-03永磁同步电机无感电流解耦控制策略的研究张强，彭伟，许永衡(绵阳市维博电子有限责任公司．四川绵阳621000)摘要：表贴式永磁同步电机伺服系统(SPMsM)电流环直接影响系统的动、静性能。系统运行过程中电机电感变化将导致电流环中含有电感参数的解耦相失效。影响解耦精度。论文提出了一种dq旋转坐标系下无需电感的解耦调节器。仿真和实验证明了其有效性，改善了SPMSM系统的动态性能。关键词：永磁同步电机：无感解耦中图分类号：TH一39文献标识码：Adoi：10．39690．issn．1002—6

2、673．2016．05．030DecoupledCurrentControlofSPMSMWithouttheInductanceValueZHANG慨，PENGWei，XUYong-Heng(MianyangWeiboElectronicCo．，Ltd．，MianyangSichuan621000，China)Abstract：Thecurrentcongolloopofthesur矗cepermanentmagnetsynchronousmotor(SPMSM)direcdyaffectsthestaticanddyllamicperfo

3、rmanceof出emotor．Thechangeofinductancewillmakedecoupledcurrentitemwhichincludcinductanceinvalidandaffect出econ口olaccuracy．Decoupledcurrentcontrolwithoutinductanceisproposedbasedonthedqrotateaxis．ItseffectivenesshasbeenprovedbysimulationandexperimentanditCanimprovethedynaIIlic

4、performanceofSPMSMsystem．Keywords：SPMSM；decoupledcontrolwi山OUtinductance0引言永磁同步电机(permanentmagnetsynchronousmotors，PMSM)以其高效率、高功率密度和高转矩，惯量比的特性在调速系统中得到了广泛应用【11。永磁同步电机数学模型比直流伺服电机复杂得多，具有多变量、强耦合以及非线性等特点，所以控制系统较为复杂【2】。电流环作为控制系统最内环。直接影响了位置和速度控制性能[31。表贴式永j磁同步电机由于d,q轴电感一样，所以一般选用i：O

5、的控制，而要实现id=0的解耦控制，通常有两种方法：电压前馈解耦控制和电流反馈解耦控制。传统的电压前馈解耦策略在电机参数已知的情况能完全解耦【4】，但难以在微处理器中实现；电流反馈解耦控制虽然是一种近似的线性化解耦模型，但却是行之有效的方法，该方法不仅能获得快速高精度的力矩控制，而且控制电路简单，实现较方便。1电流反馈近似解耦器永磁同步电机电压方程如下：修稿日期：2016．dB-12作者简介：张强(1989一)，男，四川遂宁人，计算机应用技术专业研究生。从事伺服电机控制方面的研究。f炉踯一岫ir卸氟⋯【盱R．i，I妒p∞山计啷“电流反馈近似解

6、耦采用电压逆变器，通过将指令电流id．，i口．与反馈电流id，iq比较，其差值经PI调节器Cd(s)，C。(s)作用可得到d-q坐标系上的电压分量lld。llq，即：uFCd(8)(id．-id)(2)ufc。(s)(iq．-i。)(3)SPMSM中，k=k=L，凡=K=R，Cd(8)=C。(s)=C(s)。将式(2)、式(3)变为：iF彘黼id．+嵩(4)if揣iq．一糯(5)由式(4)、式(5)可知，当C(s)≥灿，C(s)≥wm时可得到ia=ia'--O，净iq+。即可以得到线性化解藕的近似解藕条件。解耦框图如图1所示。圈l电流反馈解耦

7、控制框图87·测试与控制·但在实际运行中C(s)由于离散采样误差和控制环路延迟等原因不能太大，加之转速升高时，线性化解耦条件不能很好的满足。由图1可知，d、q轴间含有电感参数的耦合相，要想实现线性解耦，则需要对电感的耦合相进行补偿．如图2所示。B流环控制器电流环数学模型——’。。—1——————————————‘—————‘。一斗驾—罾秽H_啥叫鲥L一’一’)＆^。——。+t、一一，。℃u，。。_■4：

8、-C。(s)Ho．，一——一▲。W，“图2电流解耦L—{习匠一，j^厂—乇≯j、+t■r——]＼『—一f∥卜—叫l／(如+R)卜。卜Iqf—

9、L——二1一【!业r控制框图由图2知，电流线性化解耦需要精确的电感值，但在实际运行中工况变化会导致电感的变化．使该耦合相补偿效果变差。2无感电流解耦器本文根据文献[