[發(fā)明專利]一種永磁同步電機(jī)的控制方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810383679.5
• 申請日: 2018-04-26
• 公開（公告）號: CN108551283B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林聯(lián)偉;呂瑩;焦九順
• 申請（專利權(quán)）人: 株洲易力達(dá)機(jī)電有限公司
• 主分類號: H02P21/00
• 分類號: H02P21/00;H02P21/22
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 任重;馮振寧

本發(fā)明提出了一種永磁同步電機(jī)的控制方法及系統(tǒng)，通過電流圓及電壓圓極限環(huán)對輸出的目標(biāo)勵磁電流、目標(biāo)轉(zhuǎn)矩電流、目標(biāo)勵磁電壓與目標(biāo)轉(zhuǎn)矩電壓進(jìn)行最大值限制，進(jìn)而判斷目標(biāo)轉(zhuǎn)矩電壓是否飽和，若未達(dá)到飽和系統(tǒng)執(zhí)行控制，若達(dá)到飽和執(zhí)行弱磁計算即將目標(biāo)轉(zhuǎn)矩電壓與轉(zhuǎn)矩電流的目標(biāo)值同實際值之間的誤差進(jìn)行PI運算得到相對應(yīng)的弱磁電流，避免計算超前角，響應(yīng)迅速且運行穩(wěn)定。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及永磁同步電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種永磁同步電機(jī)控制方法及控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

永磁同步電動機(jī)(PMSM)具有交流電動機(jī)的無電刷結(jié)構(gòu)、不需要勵磁繞組，體積較小等結(jié)構(gòu)上的優(yōu)點，也具有直流電動機(jī)的調(diào)速性能好的優(yōu)點，且運行可靠，控制效率高，因此電動汽車用永磁同步電機(jī)作為驅(qū)動電機(jī)已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。永磁同步電機(jī)的控制可分為基速以下的恒轉(zhuǎn)矩控制和基速以上的恒功率控制。基速以下的恒轉(zhuǎn)矩控制，需要滿足電動汽車快速起動、加速、負(fù)荷爬坡等要求；基速以上恒功率控制，需要滿足電動汽車高速行駛、超車等要求，并能獲得較寬的調(diào)速范圍。為了使永磁同步電機(jī)在高速時輸出恒定功率，可以采用直軸加去磁分量減弱永磁體磁鏈的方法來實現(xiàn)弱磁升速的目的。

超前角弱磁控制算法是目前較為常用的弱磁方法：獲取電機(jī)運行電流與轉(zhuǎn)矩電流的夾角即電流超前角，通過調(diào)節(jié)電流超前角來增加勵磁電流分量從而削弱永磁體的磁鏈。但是這種方法需要計算超前角繼而通過超前角調(diào)節(jié)電流分量，計算過程復(fù)雜、響應(yīng)慢，此外這種傳統(tǒng)方法在高速時容易產(chǎn)生速度震蕩、同時勵磁電流與轉(zhuǎn)矩電流也出現(xiàn)較大震蕩，弱磁階段的穩(wěn)態(tài)性能變差，容易出現(xiàn)高轉(zhuǎn)速失控等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)不足和缺陷，提供一種永磁同步電機(jī)控制方法及系統(tǒng)。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種永磁同步電機(jī)控制方法,具體步驟如下：

S1獲取電機(jī)三相電流、電機(jī)轉(zhuǎn)子位置角度θ，經(jīng)過Clarke變換、Park變換得到實際勵磁電流與實際轉(zhuǎn)矩電流

S2將初始勵磁電流i_d以及預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)矩電流i_q傳至電流圓極限環(huán)進(jìn)行限流計算得到目標(biāo)勵磁電流i_dreq、目標(biāo)轉(zhuǎn)矩電流i_qreq；

S3將目標(biāo)勵磁電流i_dreq、目標(biāo)轉(zhuǎn)矩電流i_qreq分別與實際勵磁電流實際轉(zhuǎn)矩電流做差后傳至PI調(diào)節(jié)器輸出勵磁電壓u_d、轉(zhuǎn)矩電壓u_q，同時將目標(biāo)轉(zhuǎn)矩電流i_qreq分別與實際轉(zhuǎn)矩電流的差值i_qerr更新反饋送入弱磁控制器；

S4將勵磁電壓u_d與轉(zhuǎn)矩電壓u_q傳至電壓圓極限環(huán)進(jìn)行限壓計算得到目標(biāo)勵磁電壓u_dreq與目標(biāo)轉(zhuǎn)矩電壓u_qreq，同時將目標(biāo)轉(zhuǎn)矩電壓u_qreq更新反饋送入弱磁控制器；

S5將i_qerr與u_qreq輸入至弱磁控制器，進(jìn)行弱磁控制后輸出的勵磁電流i_d更新步驟S2中的勵磁電流傳至電流圓限制器。

S6將步驟S4中的目標(biāo)勵磁電壓u_dreq與目標(biāo)轉(zhuǎn)矩電壓u_qreq、以及電機(jī)轉(zhuǎn)子位置角度θ經(jīng)過反Park變換、再經(jīng)過SVPWM單元輸出控制信號，再通過逆變器輸出電機(jī)三相電流供永磁同步電機(jī)工作。

進(jìn)一步的，所述的步驟S2中經(jīng)電流圓極限環(huán)進(jìn)行限流計算的具體步驟為：獲取電機(jī)運行時最大電流i_s；輸出的目標(biāo)勵磁電流i_dreq與目標(biāo)轉(zhuǎn)矩電流i_qreq需要滿足其中i_dreq為非正值。