電動推桿

Vd 和 Vq 與電機的參數、工 作電流以及電機轉速等有關，在工作中，由于傳感 器檢測的誤差和控制算法及其精度的影響，使得 由電機實際工作的 Vd 和 Vq 得到的母線電壓與實 際供電的母線電壓不同，從而會引起母線電壓的 波動而產生電磁干擾。若能在控制系統中引入電 壓補償環節，通過對電壓的快速補償，能夠減少母 線電壓紋波，從而使得由電機實際工作的 Vd 和 Vq 得到的母線電壓與實際供電的母線電壓盡可能接 近，則能減小或消除這種不利的影響。如圖 5 所 示，將指令電流 id * 、iq * 按如圖1所示的等效電路， 經過式（3）、（4）變換為估算電壓值 Vd、Vq ，通過 對總線電壓BUS的測量得到 VDC 。

通過式（8），可求出估算值與總線電壓值的差 值 ΔV ，然后把 ΔV 補償到 Vd、Vq 中，補償法原理 如圖5所示。

圖5 電壓補償原理圖

由圖 5 可知，在永磁同步電機在恒轉矩控制 階 段 ，把 ΔV 通 過 MTPA 算 法 ，分 別 得 出 ΔVd ' 、ΔVq ' 。具體的原理與單位電流最大轉矩輸 出原理一樣，經過MTPA，輸出的 id * 、iq * 始終存在 如式（9）的關系[7] 。

而 把 ΔV 也 通 過 MTPA 算 法 ，輸 出 的 ΔVd ' 、ΔVq ' 存在如式（10）的關系

式中：Gi ——PID 增益常數；K1 ，K2 ——電流差 值系數。

式（11）、（12）表示了指令電流 id * 、iq * 和反饋 電流 id、iq 的差值經過了電流調節器得到的 Vd、Vq 的 關 系 ，可 以 看 出 此 時 ΔVd ' 、ΔVq ' 與 Vd、Vq 各自的關系保持了一致性，這樣使得在不 會破壞原來 Vd、Vq 大小比例之下進行了電壓補 償，能夠達到更加穩定的效果，相應的控制框圖如 圖6所示。

圖6 恒轉矩下補償電壓 ΔVd ' 、ΔVq ' 框圖

由于IPMSM的轉子為凸極結構，因此會產生 磁阻轉矩。由于電機的運行速度會受到逆變器電 壓極限的制約，要想達到更寬的調速范圍，必須采 用弱磁控制，使得電機進入恒功率運行區。弱磁 控制的原理是當電機速度到飽和點時，通過增大 id ，減小 i q ，使得反向直軸電流產生的磁動勢對永 磁體產生去磁作用，減弱了直軸磁場，最終提高電 機運行速度。所以在恒功率運行區對于 ΔV 就不 能再通過MTPA算法來進行補償。本文采用按比 例大小來補償的方法，簡單而有效。

由式（14）、（15）可以得出電機在恒功率運行 區 Vd、Vq 的補償值 ΔVd ' 、ΔVq ' 。