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实现永磁同步电机高精度控制的算法有哪些?

2022-04-28 20:19:07来源:

永磁同步电机是数控机床、机器人控制等的主要执行元件,随着稀土永磁材料、永磁电机设计制造技术、电力电子技术、微处理器技术的不断发展和进步,永磁同步电机控制技术成为了交流电机控制技术的一个新的发展方向。基于它的优越性,永磁同步电机获得了广泛的研究和应用。

现代永磁同步电机的控制方式使用foc控制,要实现电机能够输出目标扭矩,首先需要电机的制造精度比较高,反电势以及电阻电感的对称性公差与整体公差较小;其次就是控制器有较高的相电流采样频率;最后也就是最重要的,需要控制算法的优化。

控制算法的优化包括以下几点:

1.扭矩与电流的地图需要精确,影响因素主要有标定时使用的磁链,电感矩阵的精确性,如果有条件可以使用台架进行参数的识别。另外还有电压以及温度的参数识别与补偿,因为不同电压会对使相同相电流的情况下的扭矩增加(弱磁区),温度变化会使磁链数值减小。

2.目标电流与回馈电流的pid参数调整,原则合适的pid参数会使电流的目标值与回馈值偏差尽量小。

3.在满足硬件最大能力的基础上,spwm波的斩波频率尽量大。

4. 因为电机的反电势谐波无法消除,如果要尽量减小扭矩波动,需要在电流中注入一定阶次的谐波电流,对扭矩波动进行谐波补偿。

5.转子位置精度的优化。除了转子位置芯片的安装精度保证外,主要采用芯片自带的标定功能以及注入谐波电流的方式进行补偿。