电动推杆

Vd 和 Vq 与电机的参数、工 作电流以及电机转速等有关，在工作中，由于传感 器检测的误差和控制算法及其精度的影响，使得 由电机实际工作的 Vd 和 Vq 得到的母线电压与实 际供电的母线电压不同，从而会引起母线电压的 波动而产生电磁干扰。若能在控制系统中引入电 压补偿环节，通过对电压的快速补偿，能够减少母 线电压纹波，从而使得由电机实际工作的 Vd 和 Vq 得到的母线电压与实际供电的母线电压尽可能接 近，则能减小或消除这种不利的影响。如图 5 所 示，将指令电流 id * 、iq * 按如图1所示的等效电路， 经过式（3）、（4）变换为估算电压值 Vd、Vq ，通过 对总线电压BUS的测量得到 VDC 。

通过式（8），可求出估算值与总线电压值的差 值 ΔV ，然后把 ΔV 补偿到 Vd、Vq 中，补偿法原理 如图5所示。

图5 电压补偿原理图

由图 5 可知，在永磁同步电机在恒转矩控制 阶 段 ，把 ΔV 通 过 MTPA 算 法 ，分 别 得 出 ΔVd ' 、ΔVq ' 。具体的原理与单位电流最大转矩输 出原理一样，经过MTPA，输出的 id * 、iq * 始终存在 如式（9）的关系[7] 。

而 把 ΔV 也 通 过 MTPA 算 法 ，输 出 的 ΔVd ' 、ΔVq ' 存在如式（10）的关系

式中：Gi ——PID 增益常数；K1 ，K2 ——电流差 值系数。

式（11）、（12）表示了指令电流 id * 、iq * 和反馈 电流 id、iq 的差值经过了电流调节器得到的 Vd、Vq 的 关 系 ，可 以 看 出 此 时 ΔVd ' 、ΔVq ' 与 Vd、Vq 各自的关系保持了一致性，这样使得在不 会破坏原来 Vd、Vq 大小比例之下进行了电压补 偿，能够达到更加稳定的效果，相应的控制框图如 图6所示。

图6 恒转矩下补偿电压 ΔVd ' 、ΔVq ' 框图

由于IPMSM的转子为凸极结构，因此会产生 磁阻转矩。由于电机的运行速度会受到逆变器电 压极限的制约，要想达到更宽的调速范围，必须采 用弱磁控制，使得电机进入恒功率运行区。弱磁 控制的原理是当电机速度到饱和点时，通过增大 id ，减小 i q ，使得反向直轴电流产生的磁动势对永 磁体产生去磁作用，减弱了直轴磁场，最终提高电 机运行速度。所以在恒功率运行区对于 ΔV 就不 能再通过MTPA算法来进行补偿。本文采用按比 例大小来补偿的方法，简单而有效。

由式（14）、（15）可以得出电机在恒功率运行 区 Vd、Vq 的补偿值 ΔVd ' 、ΔVq ' 。