弱磁控制原理與控制方法個(gè)人總結(jié).doc

1、弱磁控制原理與控制方法個(gè)人總結(jié)24動(dòng)態(tài)弱磁很難解決?；谀Ｐ徒o定勵(lì)磁點(diǎn)的方法是基于電機(jī)穩(wěn)態(tài)模型的動(dòng)態(tài)性能不保證；而基于動(dòng)態(tài)交流電壓反饋的方式模型復(fù)雜很難精確設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)裝置自然也保證不了動(dòng)態(tài)過(guò)程的性能。25我直接使用的一階濾波這樣算法簡(jiǎn)單。梁亞飛輸出電壓穩(wěn)定是一個(gè)很大的問(wèn)題濾波只能從一定程度上改善而且僅改善高頻。PI以及程序結(jié)構(gòu)系統(tǒng)可靠性電源可靠性機(jī)械穩(wěn)定性都會(huì)影響這個(gè)電壓輸出的。26PMSM弱磁有些難度或者說(shuō)很有難度。尤其到了高速弱磁的時(shí)候難度是幾何增加的。梁亞飛不過(guò)卻是絕對(duì)可以實(shí)現(xiàn)的。國(guó)內(nèi)好幾家都可以弱磁到12000RPM。大概1:5的弱磁比國(guó)外一般可以弱磁到15000RPM左右弱磁比到1:6

2、。Prius也是這個(gè)水平.27這個(gè)框圖中的轉(zhuǎn)矩閉環(huán)建議不要采用。梁亞飛這個(gè)框圖中關(guān)于弱磁和MTPA切換的寫(xiě)的不清楚如果這里是指根據(jù)參數(shù)在線計(jì)算的話還算和框圖吻合只是在線計(jì)算只適用于MATLAB不適用于芯片。而如果不是在線計(jì)算的話那么MTPA需要一個(gè)表格。而弱磁里面產(chǎn)生的只是IdIq的變化量用這個(gè)量來(lái)修正MTPA里面查表出來(lái)的指令。另外這種弱磁算法可以用來(lái)嘗試對(duì)某些IPMSM好但對(duì)某些IPMSM確實(shí)不太好的。判斷弱磁是根據(jù)VdVq的幅值來(lái)的sqrt（Vd2+Vq2）需要小于Vdc/sqrt(3)K。K為一個(gè)系數(shù)一般為85%-100%之間?？垂镜谋Ｊ爻潭取MW是89%。國(guó)內(nèi)一般是95%。28常

3、見(jiàn)的電壓閉環(huán)是電壓比較值經(jīng)PI或I調(diào)節(jié)器后換算為對(duì)應(yīng)D軸電流指令。29因?yàn)橛行㊣PMSM在MTPV恒功率區(qū)域大的電流反而出的轉(zhuǎn)矩更低。因此在這種情況下升速的時(shí)候Id的幅值要降低而在FW區(qū)升速的時(shí)候Id的幅值要變大。Id一會(huì)兒需要大一會(huì)兒需要小通過(guò)一個(gè)PI來(lái)調(diào)節(jié)有點(diǎn)兒難為PI了。對(duì)PI前期的動(dòng)態(tài)判斷挑戰(zhàn)比較大。梁亞飛如果使用了查表的話那么確實(shí)只能針對(duì)一款電機(jī)了。但是這才是汽車(chē)行業(yè)的潛規(guī)則與通用變頻器是不同的。電壓閉環(huán)PI出來(lái)的結(jié)果不能直接當(dāng)Id使用。應(yīng)該是根據(jù)轉(zhuǎn)矩查表出Idref和Iqref。然后通過(guò)電壓閉環(huán)PI出來(lái)的當(dāng)作Id_fw。Idref和Id_fw求和才能當(dāng)成真正的D軸指令。30如果可能

4、的話直接做查表吧。連弱磁也查表。梁亞飛否則做了幾年之后你還是要改成查表的。電壓閉環(huán)的方式學(xué)習(xí)起來(lái)確實(shí)很不錯(cuò)而且弱磁性能也還行。但是當(dāng)在弱磁區(qū)一個(gè)很大的階躍的時(shí)候響應(yīng)速度就遠(yuǎn)跟不上了。這應(yīng)該是這種方法的硬傷。還有一個(gè)問(wèn)題就是較難實(shí)現(xiàn)等轉(zhuǎn)矩曲線工作量太大。尤其在轉(zhuǎn)速變化過(guò)程中都給100Nm在500rpm和5000rpm實(shí)際出的結(jié)果差異肯定有不少差異很難實(shí)現(xiàn)一般要求的+-5%的轉(zhuǎn)矩控制精度。31（為什么轉(zhuǎn)矩查表出來(lái)的idref要與id_FW進(jìn)行相加呢？難道不是做偏差嗎？求出偏差err再進(jìn)行PI求出電壓矢量。）弱磁控制只是在想法得到IdIq指令而已不能影響電流PI閉環(huán)。梁亞飛假設(shè)MTPA算出來(lái)現(xiàn)在應(yīng)該

5、Id給-50A但是電壓PI出來(lái)知道需要弱磁-50A已經(jīng)不夠了電壓PI出來(lái)一個(gè)20A也就是還需要再多弱20A。那么就是-50-20A=-70A。求差就和全看你的方向定義了。32這是兩種方法。梁亞飛如果你使用弱磁公式計(jì)算的話那么就不需要什么電壓閉環(huán)了因?yàn)槟愣家呀?jīng)直接計(jì)算出來(lái)弱磁的指令了。直接把結(jié)果給電流環(huán)PI就行了。但是這僅限于仿真和理論研究實(shí)際上幾乎沒(méi)人用。一般是MTPA查出Id指令然后電壓閉環(huán)PI查出另外一個(gè)Id兩者求向量和。LUT=LOOKUPTABLE33我覺(jué)得有兩種理解方式：1.當(dāng)磁場(chǎng)一定的時(shí)候轉(zhuǎn)速越高所產(chǎn)生的反電勢(shì)越大當(dāng)反電勢(shì)與定子電壓平衡的時(shí)候轉(zhuǎn)速就到達(dá)極限了。這個(gè)時(shí)候如果要想再提高

6、轉(zhuǎn)速就必須要降低反電勢(shì)也就是要弱磁。代價(jià)是電流成倍地增長(zhǎng)。2.通常頻率與U近似成正比達(dá)到近似恒轉(zhuǎn)矩的性能。但是當(dāng)達(dá)到基頻以上頻率再升高但是電壓已經(jīng)達(dá)到最高升不上去了所以磁場(chǎng)自然就會(huì)減弱。34就一般的一階低通濾波就可以了。別濾的太過(guò)了意思一下沒(méi)有大毛刺也就行了。梁亞飛影響輸入電壓的因素有很多：旋變信號(hào)質(zhì)量轉(zhuǎn)速反饋電壓反饋電流反饋PI的P項(xiàng)以上都是會(huì)影響電壓輸入的高頻部分的。而低頻波動(dòng)則可能是PI的I項(xiàng)的問(wèn)題以及解耦的參數(shù)也會(huì)影響。另外電機(jī)在振動(dòng)臺(tái)上振個(gè)3天這個(gè)電壓跳動(dòng)也會(huì)變大。35Id負(fù)責(zé)提供勵(lì)磁Iq負(fù)責(zé)提供轉(zhuǎn)矩通過(guò)改變Id來(lái)改變勵(lì)磁。其實(shí)隨著頻率達(dá)到額定頻率之后電壓就不能隨著頻率上升了電機(jī)電壓

7、不能超過(guò)額定電壓太多的要不絕緣會(huì)扛不住。但是不上升的話會(huì)導(dǎo)致最大轉(zhuǎn)矩的急劇降低無(wú)法滿(mǎn)足需要了就36PMSM的弱磁是沒(méi)做過(guò)但做過(guò)ACI的若單純使用電壓閉環(huán)弱磁的話在弱磁階段階躍升速確實(shí)會(huì)有響應(yīng)較慢的情況若使用LUT得出勵(lì)磁給定再加上PI調(diào)節(jié)分量的話應(yīng)該會(huì)有點(diǎn)改善37（請(qǐng)教兩個(gè)問(wèn)題：（1）通過(guò)電壓閉環(huán)輸出的是Id的增量Id確定后Iq如何確定呢？還是MTPA表格中對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)矩值的Iq嗎？（2）弱磁如果采用查表法那么電壓變化后應(yīng)該如何處理呢？謝謝?。?.這個(gè)最簡(jiǎn)單的方式就是根據(jù)新的Id指令做個(gè)限幅處理保證Is不超出最大電流。梁亞飛或者根據(jù)等轉(zhuǎn)矩曲線來(lái)尋找一個(gè)新的Iq指令?；蛘吒鼜?fù)雜的查表算法。2.這個(gè)問(wèn)題

8、就是很多公司的核心的那么點(diǎn)兒東西之一了。有采用三維查表的也有采用補(bǔ)償算法的也有先查了表然后再電壓閉環(huán)的也有采用其他算法的也有不管的。38（如果用最大電流限幅電機(jī)只能運(yùn)行在最大轉(zhuǎn)矩沒(méi)辦法調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩如果用等轉(zhuǎn)矩曲線來(lái)尋找Iq貌似需要查表找Ld、Lq1.最大電流限幅的多在教科書(shū)和一些簡(jiǎn)單的文獻(xiàn)里面出現(xiàn)多用于理論研究。實(shí)際用的不多。多是和其他的算法結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的控制。等轉(zhuǎn)矩曲線的話一般不用那么復(fù)雜用一些簡(jiǎn)化的方式實(shí)現(xiàn)如果用Ld,Lq表格的話確實(shí)麻煩了很多。梁亞飛39SVPWM的輸出極限圓也就是由六個(gè)電壓矢量組成的正六邊形的內(nèi)切圓這個(gè)圓的半徑就是Udc/sqrt(3)。40如果弱磁用查表那也要有個(gè)算法能

9、把轉(zhuǎn)速升上去轉(zhuǎn)矩加上去才知道某個(gè)轉(zhuǎn)速下某個(gè)轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)的ID、IQ的給定值然后才能做表難道一個(gè)ID、一個(gè)IQ的去試嗎？如果這樣的話做個(gè)表不是要很長(zhǎng)時(shí)間是的正規(guī)的表格是需要那么復(fù)雜的。梁亞飛41（1利用電壓閉環(huán)控制如果直接采用最大轉(zhuǎn)矩電流比算出來(lái)的交軸電流的話有何影響？穩(wěn)定性有影響嗎？如果采用等轉(zhuǎn)矩曲線查表的話具體如何實(shí)現(xiàn)？2.如何判斷需要進(jìn)入弱磁了？還有如何在MTPA和弱磁控制切換？以轉(zhuǎn)速為依據(jù)嗎？是不是當(dāng)前反電動(dòng)勢(shì)達(dá)到逆變器端電壓時(shí)此時(shí)算出來(lái)的轉(zhuǎn)速作為依據(jù)如果大于這個(gè)轉(zhuǎn)速了則采用弱磁小于這個(gè)轉(zhuǎn)速了采用MTPA那么在恒轉(zhuǎn)矩運(yùn)行區(qū)定子電流為額定值定子電壓達(dá)到極限值時(shí)此時(shí)的轉(zhuǎn)速是不是也要參考作為兩種控

10、制算法的依據(jù)的？）1.MTPA的時(shí)候尚沒(méi)有進(jìn)入弱磁因此沒(méi)有影響。而采用等轉(zhuǎn)矩曲線的話那么這套曲線包含弱磁區(qū)的嗎？如果包含的話弱磁算法已經(jīng)考慮進(jìn)去了。如果不包含的話等同于MTPA弱磁和MTPA彼此不干擾因?yàn)槭遣⒘嘘P(guān)系不會(huì)同時(shí)存在。2.參考102樓。發(fā)電動(dòng)勢(shì)的轉(zhuǎn)速（N1）一般大于定子電流為額定值時(shí)候的轉(zhuǎn)速（N2）。在轉(zhuǎn)矩指令為0的時(shí)候到N1進(jìn)行弱磁。在轉(zhuǎn)矩為額定指時(shí)到N2進(jìn)行弱磁。判斷標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)102樓。這個(gè)判斷標(biāo)準(zhǔn)就是所謂的電壓反饋弱磁。梁亞飛（這個(gè)框圖中的轉(zhuǎn)矩閉環(huán)建議不要采用。這個(gè)框圖中關(guān)于弱磁和MTPA切換的寫(xiě)的不清楚如果這里是指根據(jù)參數(shù)在線計(jì)算的話還算和框圖吻合只是在線計(jì)算只適用于MATLA

11、B不適用于芯片。而如果不是在線計(jì)算的話那么MTPA需要一個(gè)表格。而弱磁里面產(chǎn)生的只是IdIq的變化量用這個(gè)量來(lái)修正MTPA里面查表出來(lái)的指令。另外這種弱磁算法可以用來(lái)嘗試對(duì)某些IPMSM好但對(duì)某些IPMSM確實(shí)不太好的。判斷弱磁是根據(jù)VdVq的幅值來(lái)的sqrt（Vd2+Vq2）需要小于Vdc/sqrt(3)K。K為一個(gè)系數(shù)一般為85%-100%之間?？垂镜谋Ｊ爻潭?。BMW是89%。國(guó)內(nèi)一般是95%。）102樓42（lyftcl好！好久不見(jiàn)。針對(duì)你的答復(fù)我有兩個(gè)疑問(wèn)：1、當(dāng)前電機(jī)已經(jīng)進(jìn)入弱磁狀態(tài)并有電壓閉環(huán)算出直軸電流增量將其加在idref（MTPA查表出來(lái)的值）那么交軸電流的值時(shí)根據(jù)Is的限

12、幅操作來(lái)得出的嗎？還是像你說(shuō)的是采用在弱磁以后的轉(zhuǎn)矩曲線解析出交軸電流？這兩種方法有何區(qū)別？一般上都采用哪種？如若采用轉(zhuǎn)矩曲線解析的話曲線該怎么做？2、判斷進(jìn)入弱磁一般上是采用102樓那種方法即對(duì)ud和uq平方和與Udc/sqrt(3)K進(jìn)行比較但是如果超過(guò)了系統(tǒng)會(huì)直接進(jìn)入弱磁理論上會(huì)不會(huì)存在在MTPA和弱磁來(lái)回切換?但是這種判斷方法還需要實(shí)時(shí)計(jì)算電壓差值可不可以直接根據(jù)當(dāng)前電機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)進(jìn)行判斷的。當(dāng)然弱磁原理還是采用電壓閉環(huán)。即如果大于N1直接進(jìn)行弱磁但是如果小于N1大于N2也是進(jìn)行弱磁當(dāng)小于N2進(jìn)行MTPA。可不可以這樣呢？謝謝！期待你的答復(fù)?。?.Id指令修正之后一般Iq指令也需要相應(yīng)的

13、修正有采用根據(jù)Id的限幅來(lái)操作的也有采用等轉(zhuǎn)矩曲線解析的都有用的。第一個(gè)簡(jiǎn)單但轉(zhuǎn)矩控制精度差第二個(gè)復(fù)雜但轉(zhuǎn)矩控制精度好。曲線的話可以采用有限元仿真數(shù)據(jù)2.實(shí)際上也會(huì)存在MTPA和弱磁之間來(lái)回切換的但這時(shí)候的Id增量在0和很小值之間切換。不可以根據(jù)轉(zhuǎn)速來(lái)因?yàn)槟惝?dāng)前的轉(zhuǎn)矩指令不同則拐點(diǎn)轉(zhuǎn)速不同母線電壓不同則拐點(diǎn)轉(zhuǎn)速不同。除非你能全考慮到這些影響。如果你要想小于N2進(jìn)行MTPA的話需要用N3（峰值電流對(duì)應(yīng)的拐點(diǎn)轉(zhuǎn)速）小于N3進(jìn)行MTPA。這樣的話會(huì)降低電機(jī)的最大可輸出功率。但輸出沒(méi)問(wèn)題也可控43（lyftcl謝謝問(wèn)一下內(nèi)置式的PMSMud和uq都是由如下公式：Ud=RsId+pWd-WeqUq=Rs

14、Iq+PWq+Wed而一般如果是表貼式的話直接可以由ID、ID經(jīng)PI調(diào)節(jié)器輸出Ud和Uq因此如果是內(nèi)置式的是不是還需要電壓解耦？是不是像附圖所示那樣進(jìn)行電壓解耦如果直接根據(jù)id偏差和iq偏差做PI運(yùn)算的話是不是得出的Ud和Uq與實(shí)際不準(zhǔn)影響性能。）lyftcl還有一個(gè)問(wèn)題關(guān)于MTPA曲線問(wèn)題因?yàn)樾枰玫皆诓煌D(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速下當(dāng)前id和iq的值一般是不是采用有限元分析方法但是如若采用有限元分析的話需要知道所要分析的電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)部分如定子和轉(zhuǎn)子相關(guān)參數(shù)比如定子尺寸線圈的匝數(shù)繞線方式下線方式漆包線的粗細(xì)定子鐵芯材料性能以及轉(zhuǎn)子的鐵芯材料性能轉(zhuǎn)子尺寸、永磁體材料等等除了上述這些參數(shù)之外還有哪些是必須的。期待你

15、的答復(fù)！是這樣的。我見(jiàn)過(guò)有人這么做這需要非常了解電機(jī)本體的設(shè)計(jì)過(guò)程提取出參數(shù)。然后放到MATLAB里面。前面有人說(shuō)查表之類(lèi)的其實(shí)這個(gè)表應(yīng)該是算出來(lái)的這是核心技術(shù)。我就不多說(shuō)了真正掌握了可以做技術(shù)總監(jiān)。年薪30w沒(méi)問(wèn)題可以那么解耦。MTPA曲線是電機(jī)設(shè)計(jì)的時(shí)候得出的自然這些所有的東西都是有的。電機(jī)供應(yīng)商及軟件供應(yīng)商?；蛘哂呻姍C(jī)供應(yīng)商提供整體的MTPA曲線給控制器軟件供應(yīng)商。在當(dāng)前的主流項(xiàng)目中就這兩種方式。有限元并非指電機(jī)的分析而是電機(jī)的設(shè)計(jì)。梁亞飛其他行業(yè)我不清楚在汽車(chē)行業(yè)IPMSM的MTPA表格最好是實(shí)測(cè)的。但是計(jì)算的也行無(wú)非一個(gè)是90分的成績(jī)一個(gè)是85分的成績(jī)而已。關(guān)鍵的know-how不是

16、怎么去計(jì)算這個(gè)表而是設(shè)計(jì)出來(lái)這個(gè)電機(jī)。因?yàn)殡姍C(jī)設(shè)計(jì)出來(lái)了計(jì)算這個(gè)表還會(huì)是問(wèn)題嗎？Ansoft就可以幫你做。44使用MTPA曲線要準(zhǔn)確最好按照實(shí)際工況實(shí)測(cè)包括弱磁以后的部分也可以做到良好的轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)但問(wèn)題是這樣的表格實(shí)際操作起來(lái)比較繁雜需要花費(fèi)較多的精力也增加了系統(tǒng)的軟件開(kāi)銷(xiāo)。我的問(wèn)題是目前電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)對(duì)電機(jī)有沒(méi)有明確的全工況下轉(zhuǎn)矩精度要求一般是多少？（一般要求是+/-5%在低轉(zhuǎn)矩的時(shí)候會(huì)要求一個(gè)固定轉(zhuǎn)矩值。譬如100Nm以上5%以下是+/-5Nm）45（lyftcl你好向你請(qǐng)教如下問(wèn)題：1、在MTPA查表時(shí)是否需要把當(dāng)前電機(jī)的轉(zhuǎn)速也考慮進(jìn)去？就是說(shuō)把轉(zhuǎn)矩指令和電機(jī)當(dāng)前的轉(zhuǎn)速這兩個(gè)量去查表找到對(duì)應(yīng)

17、的id、iq（相當(dāng)于二維查表）還是只要有轉(zhuǎn)矩指令給定一個(gè)量去查表就可以？2、你在107L建議弱磁也最好用查表法判斷弱磁的依據(jù)應(yīng)該還是102L所講方法但在弱磁區(qū)里這個(gè)表應(yīng)該怎么個(gè)查法呢？如果是用電壓閉環(huán)的方式有電壓環(huán)PI出來(lái)偏差區(qū)修正idiq是沿著等轉(zhuǎn)矩曲線查找。但直接用查表法的話應(yīng)該用何種方式或算法去沿著等轉(zhuǎn)矩曲線走？）1.MTPA的時(shí)候不用考慮轉(zhuǎn)速因?yàn)榭紤]了MTPA就是在基速以下的超出了就是弱磁了。2.查表和電壓閉環(huán)是兩種方法選其一即可。查表的話是直接把這些所有的曲線全都做出來(lái)關(guān)于轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩指令電壓的三維表格當(dāng)然有些時(shí)候不做三維表格而做幾個(gè)二維這是關(guān)鍵性know-how。46同上MTPA查表的

18、時(shí)候不是應(yīng)該由當(dāng)前轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速來(lái)查表得出idref和iqref嗎？為什么說(shuō)不需要考慮轉(zhuǎn)矩了。雖然在恒轉(zhuǎn)矩區(qū)域額但是針對(duì)電動(dòng)汽車(chē)而言電機(jī)控制器只是個(gè)執(zhí)行器VCU發(fā)多少扭矩你就執(zhí)行多少扭矩就行了難道不需要考慮當(dāng)前扭矩嗎？47大體兩類(lèi)：電壓閉環(huán)反饋確定弱磁量；電機(jī)模型計(jì)算弱磁量。后者對(duì)電機(jī)參數(shù)依賴(lài)度更高前者又環(huán)路穩(wěn)定性問(wèn)題。48lyftcl好久不見(jiàn)問(wèn)一個(gè)問(wèn)題內(nèi)嵌式pmsm在弱磁的時(shí)候因?yàn)橛须妷厚詈闲?yīng)所以在弱磁時(shí)需要進(jìn)行電壓補(bǔ)償不知道傳統(tǒng)的電壓補(bǔ)償是如何實(shí)現(xiàn)的？是否根據(jù)轉(zhuǎn)速、電流計(jì)算出一個(gè)補(bǔ)償量的一個(gè)絕對(duì)值然后根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行相加減還有這個(gè)補(bǔ)償量應(yīng)該是個(gè)變量并不是一個(gè)固定偏移量如果是變化的補(bǔ)償量的話該是怎么算出來(lái)的有沒(méi)有相應(yīng)的解決辦法如果是固定補(bǔ)償量的話什么時(shí)候進(jìn)行加什么時(shí)候進(jìn)行減。期待你的答復(fù)。（補(bǔ)償?shù)脑捠莻€(gè)變量根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)實(shí)時(shí)補(bǔ)償通過(guò)電壓方程來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此就需要有L