本發(fā)明屬于永磁同步電機(jī)控制領(lǐng)域,涉及永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng),更具體地說,本發(fā)明涉及一種基于參數(shù)檢測(cè)的永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩PI調(diào)控方法。
背景技術(shù):
永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制必須采用閉環(huán)控制才能獲得優(yōu)良的轉(zhuǎn)矩控制性能,永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制系統(tǒng)包括控制器和被控對(duì)象,同時(shí),永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)如何根據(jù)不同的被控對(duì)象,PI(比例積分)控制器參數(shù)有的放矢調(diào)整,則是現(xiàn)有技術(shù)有待解決的問題。目前,公知的現(xiàn)有技術(shù)中,PI控制器其比例控制參數(shù)和積分控制參數(shù)都是直接采用試湊法或經(jīng)驗(yàn)法進(jìn)行調(diào)整,而不是根據(jù)被控對(duì)象參數(shù)進(jìn)行調(diào)整,控制器參數(shù)的調(diào)整比較盲目,永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的調(diào)試費(fèi)時(shí)費(fèi)力,轉(zhuǎn)矩控制性能難以滿足要求。
有相關(guān)在先前申請(qǐng)專利中做了初步探索研究,在先專利為:公開號(hào)是CN103427747B,專利名稱為直流電機(jī)電流PI控制的參數(shù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)方法;公開號(hào)是CN103414418B,專利名稱為一種直流電機(jī)電流PI控制系統(tǒng)的控制方法;公開號(hào)是CN103427758B,專利名稱為單相感應(yīng)電機(jī)勵(lì)磁電流PI控制參數(shù)的調(diào)整方法;公開是CN103427748B,專利名稱為一種單相感應(yīng)電機(jī)勵(lì)磁電流PI控制方法;公開是CN101499755A,專利名稱為一種直流電機(jī)速度PID控制方法。但上述現(xiàn)有研究中,沒有涉及到永磁同步電機(jī)以及對(duì)轉(zhuǎn)矩的閉環(huán)控制,另一方面,隨著定子繞組溫度的升高,電機(jī)參數(shù)會(huì)發(fā)生變化,導(dǎo)致控制精度出現(xiàn)偏差,為此,急需發(fā)明一種針對(duì)于永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)矩調(diào)控方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的一個(gè)目的是解決至少上述問題,并提供至少后面將說明的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明還有一個(gè)目的是為了解決在永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制采用PI控制器時(shí),PI控制器參數(shù)難于根據(jù)被控對(duì)象參數(shù)進(jìn)行調(diào)整的問題,而提出一種永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩PI控制方法。
為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點(diǎn),提供了一種基于參數(shù)檢測(cè)的永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩PI調(diào)控方法,該轉(zhuǎn)矩PI調(diào)控方法采用的系統(tǒng)包括:
控制器、第一功率驅(qū)動(dòng)單元、永磁同步電機(jī)、轉(zhuǎn)矩傳感器、定子電壓控制單元、第二功率驅(qū)動(dòng)單元、測(cè)溫裝置以及記錄儀器,其中所述控制器由比較器、比例器、積分器和加法器組成,所述比較器的第一輸入端接收轉(zhuǎn)矩指令信號(hào),所述比較器的輸出端分別與所述比例器和所述積分器的輸入端連接,所述比例器和積分器的輸出端分別與所述加法器的輸入端連接,所述加法器的輸出端與所述第一功率驅(qū)動(dòng)單元的輸入端連接,控制器用于生成定子電壓的第一控制信號(hào),第一功率驅(qū)動(dòng)單元輸入端與所述控制器的輸出端連接,所述第一功率驅(qū)動(dòng)單元接收所述定子電壓的第一控制信號(hào),并輸出相應(yīng)大小的第一驅(qū)動(dòng)電壓;定子電壓控制單元用于生成定子電壓的第二控制信號(hào),第二功率驅(qū)動(dòng)單元輸入端與所述定子電壓控制單元的輸出端連接,所述第二功率驅(qū)動(dòng)單元接收所述定子電壓的第二控制信號(hào),并輸出相應(yīng)大小的第二驅(qū)動(dòng)電壓;永磁同步電機(jī)的電源輸入端通過第一切換開關(guān)與所述第一功率驅(qū)動(dòng)單元的輸出端連接、通過第二切換開關(guān)與所述第二功率驅(qū)動(dòng)單元的輸出端連接,所述永磁同步電機(jī)的定子接收所述第一驅(qū)動(dòng)電壓或第二驅(qū)動(dòng)電壓;轉(zhuǎn)矩傳感器用于測(cè)量測(cè)量永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩輸出信號(hào),并分別輸送至所述記錄儀器中以及所述比較器的第二輸入端;測(cè)溫裝置用于測(cè)量所述永磁同步電機(jī)定子繞組的溫度;記錄儀器的輸入端分別與所述控制器、轉(zhuǎn)矩傳感器以及測(cè)溫裝置的輸出端連接,所述記錄儀器用于記錄所測(cè)量數(shù)據(jù)隨時(shí)間的變化過程;
該轉(zhuǎn)矩PI調(diào)控方法包括以下步驟:
步驟一、識(shí)別永磁同步電機(jī)在不同定子繞組溫度下的等效轉(zhuǎn)矩慣量參數(shù),包括以下步驟:
步驟A. 將永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子定位于永磁同步電機(jī)A相繞組軸線位置;測(cè)溫裝置實(shí)時(shí)采集所述定子繞組的溫度數(shù)據(jù),并將該溫度數(shù)據(jù)傳送至記錄儀器中,將所述溫度數(shù)據(jù)從小到大劃分為若干個(gè)溫度區(qū)間;
步驟B.斷開第一切換開關(guān),閉合第二切換開關(guān),采用定子電壓控制單元輸出三相定子電壓幅值各為一正常數(shù)L的第二控制信號(hào);
步驟C. 所述第二功率驅(qū)動(dòng)單元接收所述第二控制信號(hào)后輸出三相電壓幅值各為所述正常數(shù)L的第二驅(qū)動(dòng)電壓,所述永磁同步電機(jī)的定子繞組接收所述第二驅(qū)動(dòng)電壓,將所述定子繞組升溫;
步驟D. 當(dāng)所述定子繞組的溫度超過第j個(gè)所述溫度區(qū)間的中間值時(shí),斷開所述第二切換開關(guān),閉合所述第一切換開關(guān),采用控制器輸出定子α軸電壓幅值為一正常數(shù)0、定子β軸電壓幅值為一正常數(shù)M的第一控制信號(hào),其中,j為1、2、3…;
步驟E. 所述第一功率驅(qū)動(dòng)單元接收所述第一控制信號(hào)后輸出輸出定子α軸電壓幅值為一正常數(shù)0、定子β軸電壓幅值為一正常數(shù)M的第一驅(qū)動(dòng)電壓,所述永磁同步電機(jī)的定子繞組接收所述第一驅(qū)動(dòng)電壓,產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩輸出信號(hào);
步驟F.采用轉(zhuǎn)矩傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)矩輸出信號(hào);
步驟G.記錄儀器分別記錄所述第一控制信號(hào)和所述轉(zhuǎn)矩輸出信號(hào)隨時(shí)間變化的過程,并在坐標(biāo)系分別建立所述轉(zhuǎn)矩輸出信號(hào)、第一控制信號(hào)與時(shí)間關(guān)系的曲線圖,其中,時(shí)間為橫坐標(biāo),轉(zhuǎn)矩輸出信號(hào)和第一控制信號(hào)為縱坐標(biāo);
步驟H.在坐標(biāo)系中讀取轉(zhuǎn)矩輸出信號(hào)曲線的穩(wěn)態(tài)幅值C,過該穩(wěn)態(tài)幅值C作一條平行于時(shí)間軸的直線,將定子β軸電壓幅值M除以轉(zhuǎn)矩信號(hào)穩(wěn)態(tài)幅值C,得到永磁同步電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩參數(shù)K;
步驟I. 過原點(diǎn)對(duì)轉(zhuǎn)矩信號(hào)曲線作切線與所述步驟H中所述的直線相交于交點(diǎn)S,過交點(diǎn)S向下作垂線與時(shí)間軸相交,垂線與時(shí)間軸的交點(diǎn)的坐標(biāo)值為T;
步驟J. 將所述電磁轉(zhuǎn)矩參數(shù)K和所述坐標(biāo)值T相乘,得到永磁同步電機(jī)在定子繞組溫度處于第j個(gè)溫度區(qū)間的等效轉(zhuǎn)矩慣量參數(shù)Ai,i=1、2…j;
步驟K.回到步驟B,在第j+1個(gè)所述溫度區(qū)間進(jìn)行等效轉(zhuǎn)矩慣量參數(shù)Ai的測(cè)量,直至將各個(gè)所述溫度區(qū)間對(duì)應(yīng)的等效轉(zhuǎn)矩慣量參數(shù)Ai全部測(cè)量完畢;
步驟二、根據(jù)所述等效轉(zhuǎn)矩慣量參數(shù)Ai調(diào)整控制器的比例控制參數(shù)Kp和積分控制參數(shù)Ki,以調(diào)整第一功率驅(qū)動(dòng)單元的輸出勵(lì)磁電壓,最終調(diào)整永磁同步電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。
優(yōu)選的,所述步驟二中,比例控制參數(shù)Kp和積分控制參數(shù)Ki的調(diào)整方法包括以下步驟:
步驟1.確定永磁同步電機(jī)的額定電壓Ue;
步驟2.確定永磁同步電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩Ie;
步驟3.調(diào)整控制器的比例控制參數(shù)Kp,Kp=Ue/Ie;
步驟4.調(diào)整控制器的積分控制參數(shù)Ki,Ki=Kp/Ai。
優(yōu)選的,所述步驟D中,所述定子β軸電壓幅值M與永磁同步電機(jī)的額定電壓Ue相等。
優(yōu)選的,所述步驟二中的所述積分控制參數(shù)Ki的初值為0。
優(yōu)選的,所述第一功率驅(qū)動(dòng)單元和第二功率驅(qū)動(dòng)單元的額定電壓大于所述永磁同步電機(jī)的額定電壓。
優(yōu)選的,所述第一功率驅(qū)動(dòng)單元和第二功率驅(qū)動(dòng)單元的額定電流大于所述永磁同步電機(jī)的額定電流。
優(yōu)選的,步驟B中所述定子電壓控制單元輸出的三相定子電壓幅值L與所述永磁同步電機(jī)的額定電壓幅值相等。
優(yōu)選的,所述第一切換開關(guān)和第二切換開關(guān)聯(lián)鎖設(shè)置,所述第一切換開關(guān)和第二切換開關(guān)在同一時(shí)刻不能同時(shí)閉合。
優(yōu)選的,所述測(cè)溫裝置設(shè)置在所述永磁同步電機(jī)的機(jī)殼上,所述測(cè)溫裝置為紅外測(cè)溫傳感器,所述紅外測(cè)溫傳感器的出光口朝向所述定子繞組。
優(yōu)選的,根據(jù)永磁同步電機(jī)的定子繞組所處的溫度區(qū)間,選擇在該溫度下對(duì)應(yīng)的所述等效轉(zhuǎn)矩慣量參數(shù)Ai,根據(jù)所述等效轉(zhuǎn)矩慣量參數(shù)Ai確定所述控制器的控制參數(shù)。
本發(fā)明至少包括以下有益效果:
1、通過在不同定子繞組溫度下,對(duì)永磁同步電機(jī)的參數(shù)進(jìn)行定量識(shí)別,獲得了對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩參數(shù)K和等效轉(zhuǎn)矩慣量參數(shù)Ai,為永磁同步電機(jī)的控制設(shè)計(jì)和調(diào)試節(jié)省了精力和時(shí)間,提高了對(duì)永磁同步電機(jī)在不同定子繞組溫度下的控制性能,而且使得永磁同步電機(jī)獲得了良好的靜態(tài)性能和動(dòng)態(tài)性能,實(shí)現(xiàn)了對(duì)永磁同步電機(jī)的精確控制;
2、實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)矩的自動(dòng)調(diào)整,且系統(tǒng)在調(diào)試時(shí),由于PI控制器的參數(shù)是根據(jù)永磁同步電機(jī)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整的,所以PI控制器參數(shù)可以有的放矢進(jìn)行調(diào)整,做到心中有數(shù),遏制了PI控制器參數(shù)調(diào)整的盲目性,節(jié)省了時(shí)間和精力,并能取得良好的轉(zhuǎn)矩控制效果,提高了永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩的控制精度。
本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn),部分還將通過對(duì)本發(fā)明的研究和實(shí)踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。
附圖說明
圖1為本發(fā)明永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩PI調(diào)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖;
圖2為本發(fā)明調(diào)控方法框圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明,以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實(shí)施。
應(yīng)當(dāng)理解,本文所使用的諸如“具有”、“包含”以及“包括”術(shù)語并不配出一個(gè)或多個(gè)其它元件或其組合的存在或添加。
本發(fā)明提供了一種基于參數(shù)檢測(cè)的永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩PI調(diào)控方法,如圖1所示,該轉(zhuǎn)矩調(diào)控方法采用的系統(tǒng)包括:控制器110、第一功率驅(qū)動(dòng)單元120、永磁同步電機(jī)130、轉(zhuǎn)矩傳感器140、定子電壓控制單元600、第二功率驅(qū)動(dòng)單元700、測(cè)溫裝置900以及記錄儀器500。
其中所述控制器110由比較器111、比例器112、積分器113和加法器114組成,所述比較器111的第一輸入端接收外界輸入的轉(zhuǎn)矩指令信號(hào),所述比較器111的輸出端分別與所述比例器112和所述積分器113的輸入端連接,所述比例器112和積分器113的輸出端分別與所述加法器114的輸入端連接,所述加法器114的輸出端與所述第一功率驅(qū)動(dòng)單元120的輸入端連接,控制器110用于接收轉(zhuǎn)矩指令信號(hào)后生成定子電壓的第一控制信號(hào),第一功率驅(qū)動(dòng)單元120輸入端與所述控制器110的輸出端連接,所述第一功率驅(qū)動(dòng)單元120接收所述定子電壓的第一控制信號(hào),并輸出相應(yīng)大小的第一驅(qū)動(dòng)電壓;定子電壓控制單元600用于生成定子電壓的第二控制信號(hào),第二功率驅(qū)動(dòng)單元700輸入端與所述定子電壓控制單元600的輸出端連接,所述第二功率驅(qū)動(dòng)單元700接收所述定子電壓的第二控制信號(hào),并輸出相應(yīng)大小的第二驅(qū)動(dòng)電壓;永磁同步電機(jī)130的電源輸入端通過第一切換開關(guān)810與所述第一功率驅(qū)動(dòng)單元120的輸出端連接、通過第二切換開關(guān)820與所述第二功率驅(qū)動(dòng)單元700的輸出端連接,所述永磁同步電機(jī)130的定子接收所述第一驅(qū)動(dòng)電壓或第二驅(qū)動(dòng)電壓以給定子繞組勵(lì)磁,其中,所述第一切換開關(guān)810和第二切換開關(guān)820聯(lián)鎖設(shè)置的,也就是所述第一切換開關(guān)810和第二切換開關(guān)820在同一時(shí)刻不能同時(shí)閉合,使得第一功率驅(qū)動(dòng)單元120與第二功率驅(qū)動(dòng)單元700只能有一者可以為定子繞組勵(lì)磁。
轉(zhuǎn)矩傳感器140用于測(cè)量測(cè)量永磁同步電機(jī)130轉(zhuǎn)矩輸出信號(hào),并分別輸送至所述記錄儀器500中以及所述比較器111的第二輸入端;測(cè)溫裝置900用于測(cè)量所述永磁同步電機(jī)130定子繞組的溫度,本實(shí)施例中,所述測(cè)溫裝置900為紅外測(cè)溫傳感器,其他實(shí)施例可以根據(jù)具體條件選擇合適的溫度傳感器,所述紅外測(cè)溫傳感器的出光口朝向所述定子繞組,以提高測(cè)量定子繞組溫度的準(zhǔn)確性。
記錄儀器500的輸入端分別與所述控制器110、轉(zhuǎn)矩傳感器140以及測(cè)溫裝置900的輸出端連接,所述記錄儀器500用于記錄所測(cè)量數(shù)據(jù)隨時(shí)間的變化過程;本實(shí)施例中,記錄儀器500接收所述轉(zhuǎn)矩輸出信號(hào)、定子繞組電壓的第一控制信號(hào)、定子繞組電壓的第二控制信號(hào)以及定子繞組的溫度,并分別記錄所述轉(zhuǎn)矩輸出信號(hào)、定子繞組電壓的第一控制信號(hào)、定子繞組電壓的第二控制信號(hào)以及定子繞組的溫度與時(shí)間關(guān)系的曲線圖。
上述技術(shù)方案中,所述第一功率驅(qū)動(dòng)單元120和第二功率驅(qū)動(dòng)單元700的額定電壓大于所述永磁同步電機(jī)130的額定電壓;所述第一功率驅(qū)動(dòng)單元120和第二功率驅(qū)動(dòng)單元700的額定電流大于所述永磁同步電機(jī)130的額定電流。
如圖2所示,該轉(zhuǎn)矩PI調(diào)控方法包括以下步驟:
步驟一、識(shí)別永磁同步電機(jī)130在不同定子繞組溫度下的等效轉(zhuǎn)矩慣量參數(shù),包括以下步驟:
步驟A. 將永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子定位于永磁同步電機(jī)A相繞組軸線位置,測(cè)溫裝置900實(shí)時(shí)采集所述定子繞組的溫度數(shù)據(jù),并將該溫度數(shù)據(jù)傳送至記錄儀器500中,將所述溫度數(shù)據(jù)從小到大劃分為若干個(gè)溫度區(qū)間,將所述溫度數(shù)據(jù)從小到大劃分為若干個(gè)溫度區(qū)間,劃分的溫度區(qū)間越小,每個(gè)溫度區(qū)間對(duì)應(yīng)的等效轉(zhuǎn)矩慣量參數(shù)Ai越精確,可以根據(jù)具體情況來劃分溫度區(qū)間,本實(shí)施例中,將定子繞組溫度從-30OC~110 OC每5 OC劃分為一個(gè)溫度區(qū)間,一共22個(gè)溫度區(qū)間;
步驟B.斷開第一切換開關(guān)810,閉合第二切換開關(guān)820,采用定子電壓控制單元600輸出三相定子電壓幅值各為一正常數(shù)L的第二控制信號(hào);本實(shí)施例中,該定子電壓控制單元600輸出的三相定子電壓幅值L與所述永磁同步電機(jī)300的額定電壓幅值相等;
步驟C. 所述第二功率驅(qū)動(dòng)單元700接收所述第二控制信號(hào)后輸出三相電壓幅值各為所述正常數(shù)L的第二驅(qū)動(dòng)電壓,所述永磁同步電機(jī)130的定子繞組接收所述第二驅(qū)動(dòng)電壓,將所述定子繞組升溫,測(cè)溫裝置900實(shí)時(shí)測(cè)量定子繞組的溫度,將溫度數(shù)據(jù)反饋至記錄儀器500中;
步驟D. 隨著定位繞組溫度的升高,當(dāng)所述定子繞組的溫度超過第j個(gè)所述溫度區(qū)間的中間值時(shí),其中,j為1、2、3…22,比如定子繞組的溫度超過了第8個(gè)所述溫度區(qū)間的中間值時(shí),也就是超過了7.5 OC時(shí),斷開所述第二切換開關(guān)820,閉合所述第一切換開關(guān)810,采用控制器110輸出定子α軸電壓幅值為0、定子β軸電壓幅值為一正常數(shù)M的第一控制信號(hào);
步驟E.所述第一功率驅(qū)動(dòng)單元120接收所述第一控制信號(hào)后輸出輸出定子α軸電壓幅值為0、定子β軸電壓幅值為一正常數(shù)M的第一驅(qū)動(dòng)電壓,定子β軸電壓幅值M為所述永磁同步電機(jī)130的額定電壓Ue相等;所述永磁同步電機(jī)130的定子繞組接收所述第一驅(qū)動(dòng)電壓,產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩輸出信號(hào);
步驟F.采用轉(zhuǎn)矩傳感器140實(shí)時(shí)測(cè)量永磁同步電機(jī)130轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)矩輸出信號(hào);
步驟G.記錄儀器500分別記錄所述第一控制信號(hào)和所述轉(zhuǎn)矩輸出信號(hào)隨時(shí)間變化的過程,并在坐標(biāo)系分別建立所述轉(zhuǎn)矩輸出信號(hào)、第一控制信號(hào)與時(shí)間關(guān)系的曲線圖,其中,時(shí)間為橫坐標(biāo),轉(zhuǎn)矩輸出信號(hào)和第一控制信號(hào)為縱坐標(biāo);
步驟H.在坐標(biāo)系中讀取轉(zhuǎn)矩輸出信號(hào)曲線的穩(wěn)態(tài)幅值C,過該穩(wěn)態(tài)幅值C作一條平行于時(shí)間軸的直線,將定子β軸電壓幅值M除以轉(zhuǎn)矩信號(hào)穩(wěn)態(tài)幅值C,得到永磁同步電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩參數(shù)K;
步驟I. 過原點(diǎn)對(duì)轉(zhuǎn)矩信號(hào)曲線作切線與所述步驟H中所述的直線相交于交點(diǎn)S,過交點(diǎn)S向下作垂線與時(shí)間軸相交,垂線與時(shí)間軸的交點(diǎn)的坐標(biāo)值為T;
步驟J. 將所述電磁轉(zhuǎn)矩參數(shù)K和所述坐標(biāo)值T相乘,得到永磁同步電機(jī)130在定子繞組溫度處于第j個(gè)溫度區(qū)間的等效轉(zhuǎn)矩慣量參數(shù)Ai,i=1、2…j,本實(shí)施例中,也就是測(cè)得了第八個(gè)溫度區(qū)間的等效轉(zhuǎn)矩慣量參數(shù)Ai,i=8;
步驟K.回到步驟B,繼續(xù)對(duì)定子繞組升溫,直到定子繞組的溫度超過第j+1個(gè)所述溫度區(qū)間的中間值,在第j+1個(gè)所述溫度區(qū)間進(jìn)行等效轉(zhuǎn)矩慣量參數(shù)Ai的測(cè)量,也就是在第九個(gè)溫度區(qū)間中測(cè)量等效轉(zhuǎn)矩慣量參數(shù)Ai,i=9,直至將各個(gè)所述溫度區(qū)間對(duì)應(yīng)的等效轉(zhuǎn)矩慣量參數(shù)Ai全部測(cè)量完畢,得到每個(gè)溫度區(qū)間對(duì)應(yīng)的等效轉(zhuǎn)矩慣量參數(shù)Ai。
步驟二、根據(jù)所述等效轉(zhuǎn)矩慣量參數(shù)Ai調(diào)整控制器110的比例控制參數(shù)Kp和積分控制參數(shù)Ki,以調(diào)整第一功率驅(qū)動(dòng)單元120的輸出勵(lì)磁電壓,最終調(diào)整永磁同步電機(jī)130的輸出轉(zhuǎn)矩。
所述步驟二中,比例控制參數(shù)Kp和積分控制參數(shù)Ki的調(diào)整方法包括以下步驟:
步驟1.確定永磁同步電機(jī)130(130)的額定電壓Ue;
步驟2.確定永磁同步電機(jī)130(130)的額定轉(zhuǎn)矩Ie;
步驟3.調(diào)整控制器110的比例控制參數(shù)Kp,Kp=Ue/Ie;
步驟4.調(diào)整控制器110的積分控制參數(shù)Ki,Ki=Kp/Ai。
上述技術(shù)方案中,所述步驟二中的所述積分控制參數(shù)Ki的初值為0。
本發(fā)明的永磁同步電機(jī)的高精度轉(zhuǎn)矩調(diào)控方法,基于對(duì)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩的PI閉環(huán)控制,具體對(duì)轉(zhuǎn)矩的調(diào)控流程為:比較器111將輸入轉(zhuǎn)矩指令信號(hào)和從轉(zhuǎn)矩傳感器140反饋回來的轉(zhuǎn)矩輸出信號(hào)進(jìn)行比較,產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩誤差信號(hào);在轉(zhuǎn)矩調(diào)整過程中,根據(jù)上述方法對(duì)比例控制參數(shù)Kp和積分控制參數(shù)Ki進(jìn)行調(diào)整,隨后,比例器112對(duì)轉(zhuǎn)矩誤差信號(hào)乘以比例控制參數(shù);積分器113對(duì)轉(zhuǎn)矩誤差信號(hào)進(jìn)行積分并乘以積分控制參數(shù);加法器114對(duì)比例器112和積分器113輸出信號(hào)相加送到功率驅(qū)動(dòng)單元120;第一功率驅(qū)動(dòng)單元120根據(jù)控制器110輸出的控制信號(hào),產(chǎn)生相應(yīng)大小的勵(lì)磁電壓,為永磁同步電機(jī)130適時(shí)提供適當(dāng)?shù)哪芰浚褂来磐诫姍C(jī)130產(chǎn)生相應(yīng)大小的轉(zhuǎn)矩,以對(duì)上一時(shí)間段的轉(zhuǎn)矩誤差進(jìn)行自行修正,以對(duì)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行快速的調(diào)整,提高對(duì)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩的控制精度,永磁同步電機(jī)拖動(dòng)所要控制的對(duì)象,同時(shí),轉(zhuǎn)矩傳感器140實(shí)時(shí)測(cè)量永磁同步電機(jī)130的轉(zhuǎn)矩輸出信號(hào),并反饋至比較器第二輸入端,以驗(yàn)證轉(zhuǎn)矩調(diào)整效果。
具體的,根據(jù)永磁同步電機(jī)130的定子繞組所處的溫度區(qū)間,選擇在該溫度下對(duì)應(yīng)的所述等效轉(zhuǎn)矩慣量參數(shù)Ai,根據(jù)所述等效轉(zhuǎn)矩慣量參數(shù)Ai確定所述控制器110的控制參數(shù),包括比例控制參數(shù)Kp和積分控制參數(shù)Ki。永磁同步電機(jī)控制器就可以根據(jù)這兩個(gè)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)和調(diào)整,以更好的控制永磁同步電機(jī)。
隨后,根據(jù)永磁同步電機(jī)130的定子繞組所處的溫度區(qū)間對(duì)應(yīng)的等效轉(zhuǎn)矩慣量參數(shù)Ai,設(shè)定若干個(gè)控制器,根據(jù)每個(gè)溫度下對(duì)應(yīng)的所述等效轉(zhuǎn)矩慣量參數(shù)Ai,來確定用于控制所述永磁同步電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的轉(zhuǎn)矩控制器的控制參數(shù)。
在永磁同步電機(jī)具體運(yùn)行時(shí),測(cè)溫裝置900實(shí)時(shí)測(cè)量定子繞組的溫度,根據(jù)定子繞組所處的溫度區(qū)間,來選擇切換對(duì)應(yīng)的控制器,以根據(jù)不同溫度下的電機(jī)參數(shù)來對(duì)電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)矩控制,提高控制性能。
由上所述,本發(fā)明的基于參數(shù)檢測(cè)的永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩PI調(diào)控方法,通過在不同定子繞組溫度下,對(duì)永磁同步電機(jī)的參數(shù)進(jìn)行定量識(shí)別,獲得了對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩參數(shù)K和等效轉(zhuǎn)矩慣量參數(shù)Ai,為永磁同步電機(jī)的控制設(shè)計(jì)和調(diào)試節(jié)省了精力和時(shí)間,提高了對(duì)永磁同步電機(jī)在不同定子繞組溫度下的控制性能,而且使得永磁同步電機(jī)獲得了良好的靜態(tài)性能和動(dòng)態(tài)性能,實(shí)現(xiàn)了對(duì)永磁同步電機(jī)的精確控制;同時(shí),實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)矩的自動(dòng)調(diào)整,且系統(tǒng)在調(diào)試時(shí),由于PI控制器的參數(shù)是根據(jù)永磁同步電機(jī)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整的,所以PI控制器參數(shù)可以有的放矢進(jìn)行調(diào)整,做到心中有數(shù),遏制了PI控制器參數(shù)調(diào)整的盲目性,節(jié)省了時(shí)間和精力,并能取得良好的轉(zhuǎn)矩控制效果,提高了永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩的控制精度。
盡管本發(fā)明的實(shí)施方案已公開如上,但其并不僅僅限于說明書和實(shí)施方式中所列運(yùn)用,它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域,對(duì)于熟悉本領(lǐng)域的人員而言,可容易地實(shí)現(xiàn)另外的修改,因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下,本發(fā)明并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的圖例。