江苏大学全力获国家专利权
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龙图腾网获悉江苏大学申请的专利一种基于多变运行工况的漏磁可变式永磁同步电机最优转矩控制方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN114977923B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-02发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210444923.0,技术领域涉及:H02P21/00;该发明授权一种基于多变运行工况的漏磁可变式永磁同步电机最优转矩控制方法是由全力;于宝鑫;吴润秋;朱孝勇;徐磊;李磊设计研发完成,并于2022-04-26向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于多变运行工况的漏磁可变式永磁同步电机最优转矩控制方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于多变运行工况的漏磁可变式永磁同步电机最优转矩控制方法,根据永磁同步电机的数学模型推导出电磁转矩与定子电流的关系;通过电磁转矩关于定子电流矢量角的导数为零,以及交直轴电流关于定子电流的关系来求解最优转矩控制公式;使用静态实验法测得的磁链值、交轴电感值和直轴电感值作为初始值,并使用单一参数替换电流关系式中的磁链、交轴电感和直轴电感,对公式进一步简化;根据电机运行工况选择替换参数的范围以及迭代计算的步长,最终根据最优转矩控制在恒定转矩下定子电流最小的原则,通过实时修正参数从而使得定子电流达到最小值。本发明实时修正参数来提高漏磁可变式永磁同步电机最优转矩控制的效率。
本发明授权一种基于多变运行工况的漏磁可变式永磁同步电机最优转矩控制方法在权利要求书中公布了:1.一种基于多变运行工况的漏磁可变式永磁同步电机最优转矩控制方法,其特征在于,包括如下步骤: 步骤一,根据漏磁可变式永磁同步电机在dq轴同步旋转坐标系下的数学模型推导出电磁转矩与定子电流矢量角的关系式; 步骤二,根据电磁转矩关于定子电流矢量角的关系式,得到电磁转矩关于定子电流矢量角的导数,并根据当电机运行最优转矩控制点时,电磁转矩关于定子电流矢量角的导数为零,求得交轴电流iq、直轴电流id和定子电流is的关系式; 步骤三,通过静态实验测得电机的磁链、交轴电感和直轴电感的初始值,使用参数λ代替电流关系式中的磁链、交轴电感和直轴电感,对交轴电流iq、直轴电流id和定子电流is的关系式进行简化; 步骤四,根据电机的运行工况,对参数λ的范围分段,并且根据参数的变化范围来设置参数迭代计算的步长Δλ; 步骤五,在电机的稳态情况下,根据最优转矩控制的恒定转矩下定子电流最小的原则,通过相应的控制逻辑来实时调整参数λ,以此使得定子电流is最小; 所述步骤二中,交轴电流iq、直轴电流id和定子电流is的关系式为: 式中,ψf为永磁磁链,Lq为交轴电感,Ld为直轴电感,iq为交轴电流,id为直轴电流,is为定子电流; 所述步骤三中,对交轴电流iq、直轴电流id和定子电流is的关系式进行简化的关系式: 式中,iq为交轴电流;id为直轴电流;is为定子电流;参数λ表示永磁体磁链值与交直轴电感差值的比值,即 所述步骤四的具体过程为: 通过id=0控制测得相应的永磁转矩TPM对应的交轴电流iq,再根据永磁转矩TPM和交轴电流iq的比值将工况划分为低转矩参数区、中转矩参数区和高转矩参数区,并以交轴电流iq作为判断工况的依据;根据各个分区边界点参数λ来确定各个分区的参数λ的变化范围,并根据各个分区的参数λ变化范围的大小来确定相应分区的迭代计算的步长Δλ; 根据以上描述可表示为: 1低转矩参数区:η∈[η0,η1],iq∈[iq0,iq1], 2中转矩参数区:η∈η1,η2],iq∈iq1,iq2], 3高转矩参数区:η∈η2,η3],iq∈iq2,iq3], 其中,η表示永磁转矩TPM和交轴电流iq的比值,即η=TPMiq,η0、η1、η2、η3分别对应于交轴电流iq为iq0、iq1、iq2、iq3时的值;iq0、iq1、iq2、iq3分别对应于低转矩参数区首端、低转矩参数区末端中转矩参数区首端、中转矩参数区末端高转矩参数区首端、高转矩参数区末端的交轴电流iq的值;λ0、λ1、λ2、λ3分别对应于交轴电流iq为iq0、iq1、iq2、iq3时的值;Δλ1、Δλ2、Δλ3表示不同分区下Δλ的值; 所述步骤五中,根据最优转矩控制的恒定转矩下定子电流最小的原则,通过相应的控制逻辑来实时调整参数λ,以此使得定子电流is最小: 将参数λ的变化量以离散形式表示为: λk+1=λk+μΔλ 其中,μ表示迭代计算方向,Δλ表示迭代计算的步长; 参数λ的增加或减少即μ值的判断逻辑为: 如果λk+1>λk,isk+1>isk,则k=k+1,μ=-1; 如果λk+1>λk,isk+1≤isk,则k=k+1,μ=1; 如果λk+1≤λk,isk+1>isk,则k=k+1,μ=1; 如果λk+1≤λk,isk+1≤isk,则k=k+1,μ=-1。
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