基于MATLAB/GUI的内置式永磁同步电动机MTPA离线计算系统*

刘海斌，张海强，王 毅，包西平，詹凯良

（徐州工业职业技术学院，江苏徐州 221005）

0 引言

内置式永磁同步电机以其高效率、高功率密度、低噪声、高转矩电流比、强鲁棒性等优点[1]，在电动汽车领域得到了广泛应用[2]。根据IPMSM交/直轴电感不相等的特性，为了充分利用IPMSM的磁阻转矩，在恒转矩区常采用最大转矩电流比（Maximum Torque Per Ampere，MTPA）的控制策略，即利用最小的定子电流获得最大的电磁转矩输出，并且提高母线电压利用率。

为实现新能源汽车内置式永磁同步电机（IPMSM）在低速区的最优控制[3-4]，相同电流幅值下能够出更大的扭矩即MTPA控制，如图1所示。实际台架标定可以寻找到全扭矩范围内的最优id/iq，并由此产生由扭矩指令生成的id/iqMAP电流表，但其需要很长的标定周期，严重影响新产品的开发周期；若能够离线计算出在低转速范围内不同扭矩指令下对应的最优id/iq，这些id/iq的点集便组成了一张电流MAP表，大大缩短了开发周期，并且实际扭矩Te精度也能满足控制需求。

图1 电机最优控制曲线图

基于上述要求，本文设计了基于MATLAB 2017/GUI的离线计算的id/iq—MAP表，使电机能够实现四象限安全可靠的运行且同时能够满足具体的技术输出需求[5]，如扭矩精度、最大功率输出、最大扭矩输出、电机效率、电压利用率等。系统平台特点：扭矩精度满足设定需求；缩短IPMSM新电机的标定周期；该算法能够适用所有IPMSM。

1 系统平台架构与界面设计

1.1 系统平台架构

内置式永磁同步电机（IPMSM）最大转矩电流比离线计算电流分配表控制算法包含3个子系统[6]。……