提出一套有軌電車的永磁同步電機優(yōu)化控制策略。在d-q軸電流平面內(nèi)分析永磁同步電機不同限制曲線之間的關(guān)系和電流軌跡變化的情況;以轉(zhuǎn)矩為控制目標,在以MTPA曲線、電流極限圓和電壓極限橢圓為邊界的區(qū)域內(nèi)根據(jù)永磁同步電機轉(zhuǎn)矩特性曲線規(guī)劃電流軌跡;采用MTPA控制和優(yōu)化弱磁控制相結(jié)合的算法進行控制實現(xiàn);以青島超級電容儲能式膠輪有軌電車為實驗平臺對該方法進行了現(xiàn)場試驗及長時運行考核,永磁同步電機實際輸出轉(zhuǎn)矩能準確地跟蹤給定轉(zhuǎn)矩,且MTPA控制和優(yōu)化弱磁控制能平穩(wěn)運行及切換,證明了所提方法的有效性和實用性。 

【文章來源】：微電機. 2020,53(07)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

d-q平面內(nèi)的永磁同步電機工作區(qū)域圖

如圖2所示,當(dāng)給定滿轉(zhuǎn)矩Tmax時,在基速以下,采用MTPA控制運行于A點,若要在基速以上運行時,由于受到牽引系統(tǒng)容量限制,則需要進行弱磁控制來規(guī)劃電流軌跡,運行點由A點沿電流極限圓向B點移動,轉(zhuǎn)速升高;若要轉(zhuǎn)速繼續(xù)升高,則由B點沿MTPV曲線向C點移動。當(dāng)電機以非滿轉(zhuǎn)矩Te1工作時,例如圖中A1點所示采用MTPA控制,當(dāng)電機需要弱磁升速時,為了保持恒定的扭矩Te1輸出,則加大弱磁電流,工作點沿恒轉(zhuǎn)矩曲線由A1點向B1點移動,B1點代表在恒定扭矩Te1下可以達到的最大電機轉(zhuǎn)速,當(dāng)此時電機仍需要增加轉(zhuǎn)速時,則電機已不能在保持轉(zhuǎn)矩不變的條件下繼續(xù)弱磁升速。根據(jù)上述分析, 電機應(yīng)沿MTPV曲線向C點運行, 其代價是轉(zhuǎn)矩的降低。

在圖3中,恒轉(zhuǎn)矩MTPA控制由兩個電流環(huán)構(gòu)成,轉(zhuǎn)矩給定值通過MTPA電流規(guī)劃方式得到直交軸電流給定,直交軸電流給定和反饋構(gòu)成電流閉環(huán)調(diào)節(jié)跟蹤,實現(xiàn)對電機運行的精確控制;而在優(yōu)化弱磁控制中,則通過飽和電壓與前饋電壓之差來對MTPA計算的直軸電流進行修正后,作為直軸電流參考給定,然后和直軸電流反饋構(gòu)成單電流調(diào)節(jié)部分,電流調(diào)節(jié)器輸出的直軸電壓給定值根據(jù)電機的實際轉(zhuǎn)速和負載轉(zhuǎn)矩而變化,使得電機的交軸電壓也隨之變化,從而使永磁同步電機的弱磁控制性能得到提高。由式(2)可得iq與uq和id之間的關(guān)系為

【參考文獻】：
碩士論文
[1]永磁同步電機弱磁控制策略研究[D]. 劉微.北京交通大學(xué) 2014



本文編號：3344936