MTPA控制算法

节能是电机采用变频控制很重要的一个目的。对于永磁同步电机和同步磁阻电机，采用最大转矩电流比（MTPA）控制可以在输出相同转矩的情况下，使电机电流最小，从而可以减小电机的铜损，提高电机效率，得到节能的目的。当电机电流一定时，可以求出使电机输出转矩最大时的励磁电流id和转矩电流iq的大小关系，如下式所示。已知iq的情况下，根据下式调整id的太小，就可以实现MTPA控制。

下图根据上式作出的id-iq关系曲线示意图，可以看出，id与iq的极性无关，只与其绝对值大小有关。

在实际应用中，往往很难获得准确的电机参数，而且电机参数还会随着电机运行状态的不同而发生变化，这就使得按照上面的公式计算出的MTPA曲线会与实际情况有所偏差，从而使电机无法工作在真正的MTPA点。而且，上面的公式是在电机参数不变的情况下推导出来的，在考虑电机参数变化的时候，计算出的结果会有所不同，也就是说，即使获得了电机参数在不同状态下的准确值，使用上式计算出的MTPA曲线也会有偏差。

为了解决这个问题，特推导了考虑电机参数变化时的MTPA曲线，当获得准确的电机参数时，就可以根据推导出的方法计算出准确的MTPA曲线，确保电机能够工作在真实的MTPA点。上图为磁链ψ和电流i的关系示意图，根据磁链ψ和电流i可以计算出电机的视在电感和增量电感，从而得到MTPA曲线。也可以考虑更多耦合因素，建立更准确的电机模型，得到更为准确的MTPA曲线，具体内容这里不做详细介绍。

由于准确电机参数的获得较为复杂和繁琐，为了避免使用准确的电机参数，可以考虑使用在线MTPA算法，这一类算法通常在电机注入某些特定形状的信号，通过对信号的分析，得出为了达到MTPA工作点，励磁电流或者电流矢量角度需要调整的方向。这类方法无需获得准确的电机参数，具有较高的使用价值。本人开发了一种基于信号注入的电机最大转矩电流比控制方法，该方法可以很好地实现对MTPA工作点的搜索，达到节能控制的目的。

申请专利一项：基于信号注入的电机最大转矩电流比控制方法及其装置，202010251775.1。