MTPV控制算法

创建于2021-4-3
该项目完成于2019-6,原创

当变频器输出电压达到最大值后,如果还想继续提高电机转速,就需要进行弱磁控制,一般通过调节励磁电流id的方式来使输出电压维持在最大值附近,同时保证转矩电流可控,从而使电机能够继续加速。但采用弱磁控制后,电机转速并不能无限制地升高,当转速达到一定值后,就无法再继续升高,否则电机可能会进入不稳定状态,导致失控。

上面的公式为永磁同步电机的电压限制方程和转矩方程,根据两个方程,可以计算出当电机输入电压为Umax且转速为ω时,电机可以产生的最大转矩,以及此时对应的id大小,如下式所示。

同时,也可以计算出电机输入电压为Umax且转速为ω时,能够输出的最大转矩,并可以得出相同输出电压情况下,转速越高,电机能够输出的最大转矩越小。具体公式这里不再给出。

当电机转速升高并进入弱磁控制时,为保证电压限制在最大电压附近,id会逐渐减小,当id减小至上式对应的结果时,电机输出转矩达到最大能力,如果转速继续升高,电机输出转矩能力将下降,从而无法满足调试需求,从而可能导致系统无法稳定运行。因此,当id达到上式所示的限制值后,转矩就不能再继续升高,以保证系统稳定运行。

在实际应用中,为了提高参数鲁棒性,特设计了一种新的MTPA方法,降低了算法对电机参数的依赖性。使用该算法可以计算出电机在指定负载下可以运行的最高速度,防止出现因盲目加速导致的不稳定情况。