一种混合永磁变磁通记忆电机误差补偿磁化状态观测方法

本发明涉及电机控制，特别是涉及一种用于混合永磁变磁通记忆电机(hybrid permanent magnet variable flux memory machine,hpm-vfmm)的误差补偿磁化状态观测(dynamic error compensation，dec)方法。

背景技术：

1、传统的永磁同步电机(permanent magnet synchronous machine,pmsm)通常采用单一类型的永磁体，这限制了电机在宽域高效运行和灵活调磁方面的能力。直接转矩控制(direct torque control,dtc)系统中使用的定子磁链观测器在参数不匹配或变化时，观测精度受到影响，此外永磁同步电机的运行中，由于需要应用误差补偿方法保证运行稳定性，这就要求要能够实施发掘当前的运行参数。目前常用的误差补偿磁化状态观测中，采用设定阈值的方式进行计算，这就导致一些特殊工况下的需求未能得到体现，无法有效提高观测精度。

2、因此，有效解决当前存在的观测精度不足，以及运行参数发掘成效不足，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、为了可以解决现有技术中的电机误差补偿磁化装填观测精度较低，以及运行参数挖掘成效不足的问题，本发明公开了如下技术方案：

2、一种混合永磁变磁通记忆电机误差补偿磁化状态观测方法，该方法包括以下步骤：

3、获取混合永磁变磁通记忆电机的磁化状态数值，所述磁化状态数值由磁化状态方程确定；

4、在不同转速下重复测量不同磁化水平下的空载永磁磁链以获得准确值；

5、基于所述永磁磁链值获取特性曲线和充去磁电流，建立磁化状态调节曲线；

6、基于所述特性曲线，获取所述混合永磁变磁通记忆电机不同磁化状态下的电机参量，以得到磁化补偿误差。

7、可选的，所述获取混合永磁变磁通记忆电机的磁化状态数值，所述磁化状态数值由磁化状态方程确定，包括：

8、获取所述磁化状态方程，为：

9、

10、其中，ψpm表示施加某一调磁电流后的空载永磁磁链，ψpmmax和ψpmmin分别表示施加最大充去磁电流后的空载永磁磁链。

11、可选的，在不同转速下重复测量不同磁化水平下的空载永磁磁链以获得准确值，包括：

12、在测量前进行转子定位和磁化状态的离线调节；

13、使得所述混合永磁变磁通记忆电机以恒定转速运行，得到所述混合永磁变磁通记忆电机空载线电压有效值；

14、基于充去磁电流调整所述混合永磁变磁通记忆电机的所述磁化状态数值，以获得所述磁化状态数值对应的永磁磁链值。

15、可选的，所述基于充去磁电流调整所述混合永磁变磁通记忆电机的所述磁化状态数值，以获得所述磁化状态数值对应的永磁磁链值，包括：

16、基于所述空载线电压有效值，获取所述永磁磁链值；

17、确定所述磁化状态值为100％时的去磁电流，并逐步增加去磁电流，直至磁化状态值达到0％；

18、确定所述磁化状态值为0％时的充磁电流，并逐步增加充磁电流，直至磁化状态值达到100％。

19、可选的，所述基于所述永磁磁链值获取特性曲线和充去磁电流，建立磁化状态调节曲线，包括：

20、获取所述充去磁电流的数值和所述永磁磁链值，整合到同一个坐标系中，得到所述磁化状态调节曲线；

21、基于所述坐标系中的所述充去磁电流的数值和所述永磁磁链值，得到所述磁化状态调节曲线的拟合方程。

22、可选的，所述基于所述坐标系中的所述去磁电流的数值和所述永磁磁链值，得到所述磁化状态调节曲线的拟合方程，包括：

23、获取所述混合永磁变磁通记忆电机的d轴脉冲调磁电流；

24、获取所述d轴脉冲调磁电流所对应的所述永磁磁链值；

25、基于所述d轴脉冲调磁电流和所述永磁磁链值，得到所述磁化状态调节曲线；对所述磁化状态调节曲线进行方程拟合，得到电机磁链方程。

26、可选的，所述基于所述特性曲线，获取所述混合永磁变磁通记忆电机不同磁化状态下的电机参量，以得到磁化补偿误差，包括：

27、获取所述混合永磁变磁通记忆电机不同磁化状态下的电机参量，以获取d轴脉冲调磁电流；

28、基于所述电机磁链方程，获取所述磁化状态数值；

29、获取所述混合永磁变磁通记忆电机的所述永磁磁链值，以计算所述磁化状态数值和所述永磁磁链值的插值，得到所述磁化补偿误差。

30、本发明具有如下有益效果：

31、1、具有高效宽域运行能力：hpm-vfmm电机采用了高矫顽力和低矫顽力永磁体相结合的设计，能够在保持高转矩密度的同时实现灵活的磁化状态调节。这使得该电机能够在不同负载条件下高效运行，适应更广泛的工况需求。具体而言，通过控制电流矢量来调节磁化状态，可以在ms＝0％到ms＝100％之间灵活调节，从而实现宽域高效运行。

32、2、充分提高动态响应性能：采用动态误差补偿的磁化状态观测方法能够实时更新不同磁化状态下的电机参量，并利用定子电流观测器中的固有电压干扰项来克服固定磁化状态下参数变动引起的定子磁链观测误差。这种方法显著提高了直接转矩控制精度，增强了系统的动态响应性能。

33、3、增强观测系统稳定性和可靠性：为避免频繁调磁操作，hpm-vfmm电机设计中进行了磁化状态的区间优化。通过将电机运行区域分为四个区域(ms1、ms2、ms3和ms4)，并选择适当的磁化状态进行操作，可以保证电机在不同负载条件下的稳定性和可靠性，在具体的观测过程中，也基于这一方案，实现对整个系统的误差观测，更加贴合实际运行状态。

1.一种混合永磁变磁通记忆电机误差补偿磁化状态观测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的混合永磁变磁通记忆电机误差补偿磁化状态观测方法，其特征在于，所述获取混合永磁变磁通记忆电机的磁化状态值，所述磁化状态值由磁化状态方程确定，包括：

3.根据权利要求1所述的混合永磁变磁通记忆电机误差补偿磁化状态观测方法，其特征在于，所述在不同转速下重复测量不同磁化水平下的空载永磁磁链以获得准确值，包括：

4.根据权利要求3所述的混合永磁变磁通记忆电机误差补偿磁化状态观测方法，其特征在于，所述基于充去磁电流调整所述混合永磁变磁通记忆电机的所述磁化状态数值，以获得所述磁化状态数值对应的永磁磁链值，包括：

5.根据权利要求1-4任一项所述的混合永磁变磁通记忆电机误差补偿磁化状态观测方法，其特征在于，所述基于所述永磁磁链值获取特性曲线和去磁电流，建立磁化状态调节曲线，包括：

6.根据权利要求5所述的混合永磁变磁通记忆电机误差补偿磁化状态观测方法，其特征在于，所述基于所述坐标系中的所述去磁电流的数值和所述永磁磁链值，得到所述磁化状态调节曲线的拟合方程，包括：

7.根据权利要求1所述的混合永磁变磁通记忆电机误差补偿磁化状态观测方法，其特征在于，所述基于所述特性曲线，获取所述混合永磁变磁通记忆电机不同磁化状态下的电机参量，以得到磁化补偿误差，包括：