一种内嵌式永磁同步电机线性弱磁控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种内嵌式永磁同步电机线性弱磁控制系统，属于电机技术领域。本发明专利技术包括内嵌式永磁同步电机、线性弱磁控制器、逆变器和转速检测模块，线性弱磁控制器设有线性弱磁控制一区、线性弱磁控制二区和线性弱磁控制三区；转速检测模块检测内嵌式永磁同步电机的转速，并送入线性弱磁控制器，线性弱磁控制器根据目标转速选择上述的线性弱磁控制区域，线性弱磁控制器根据线性弱磁控制区域输出的电流控制信号控制逆变器对输出的电流控制信号进行功率放大，驱动内嵌式永磁同步电机旋转。本发明专利技术系统简单、控制快速、可靠性高，低速时恒转矩输出，高速时恒功率输出，低速输出转矩大、速度调节范围宽，在电动汽车等领域具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种内嵌式永磁同步电机线性弱磁控制系统，属于电机
。本专利技术包括内嵌式永磁同步电机、线性弱磁控制器、逆变器和转速检测模块，线性弱磁控制器设有线性弱磁控制一区、线性弱磁控制二区和线性弱磁控制三区；转速检测模块检测内嵌式永磁同步电机的转速，并送入线性弱磁控制器，线性弱磁控制器根据目标转速选择上述的线性弱磁控制区域，线性弱磁控制器根据线性弱磁控制区域输出的电流控制信号控制逆变器对输出的电流控制信号进行功率放大，驱动内嵌式永磁同步电机旋转。本专利技术系统简单、控制快速、可靠性高，低速时恒转矩输出，高速时恒功率输出，低速输出转矩大、速度调节范围宽，在电动汽车等领域具有良好的应用前景。【专利说明】—种内嵌式永磁同步电机线性弱磁控制系统
本专利技术涉及一种电机控制系统，更具体地说，涉及一种内嵌式永磁同步电机线性弱磁控制系统。
技术介绍
内嵌式永磁同步电机具有功率密度大，气隙磁路小，适于高速运行等特点，该类电机可以利用磁阻转矩分量来改善调速性能、提高电机效率，在电动汽车等要求较高调速驱动系统中的应用越来越广泛。普通永磁同步电机在基速以上运行时，其反电势与转速成正t匕，随着电机转速增大而增大，而受电压极限圆的限制以及电流极限圆的限制，会制约其速度范围进一步拓宽。常规的弱磁控制方法虽然能够减弱磁场，增大电机恒功率运行范围，但是其工作点直轴电流和交轴电流相互耦合，难以进行有效解耦运算，导致实际电流无法跟踪给定电流，使电流调节器迅速饱和，电流失控，而且在恒压频比控制方式下无法实现弱磁控制，因此大大限制了永磁同步电机调速系统在宽调速应用领域的使用。中国专利号ZL200710072187.6，授权公告日为2009年6月17日，专利技术创造名称为:基于交流电流直接控制的永磁铁同步电机弱磁控制系统，该申请案涉及一种基于交流电流直接控制的永磁铁同步电机弱磁控制系统，为了解决传统的永磁同步电机的控制方式复杂、弱磁控制速度范围小、在恒压频比控制方式下无法实现弱磁控制的问题。该申请案的永磁同步电机的定子上有两套绕组，即功率绕组和弱磁控制绕组，功率绕组和弱磁控制绕组的绕组形式相同，功率绕组连接功率绕组逆变器的输出端，弱磁控制绕组连接弱磁控制绕组逆变器的输出端。该申请案在一定程度上解决了传统的永磁同步电机的控制方式复杂、弱磁控制速度范围小、在恒压频比控制方式下无法实现弱磁控制的问题，但该申请案需要对永磁同步电机定子上的绕组进行改进，很难适用于现有结构的永磁同步电机的控制，且对永磁同步电机进行的改进,势必会使成本增加。
技术实现思路
1.专利技术要解决的技术问题本专利技术的目的在于克服传统的永磁同步电机弱磁控制工作点直轴电流和交轴电流难以有效解耦、电流容易失控、恒压频比控制又无法实现弱磁控制的不足，提供一种内嵌式永磁同步电机线性弱磁控制系统，采用本专利技术的技术方案，通过内嵌式永磁同步电机弱磁控制区域的分段线性化，能够实现工作点直轴电流和交轴电流的线性控制，避免了工作点直轴电流和交轴电流的耦合，具有系统简单、控制快速、可靠性高，在低速时能实现恒转矩输出，高速时能恒功率输出，低速输出转矩大、速度调节范围宽等特点，在电动汽车等领域具有良好的应用前景。2.技术方案为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为:本专利技术的一种内嵌式永磁同步电机线性弱磁控制系统,包括内嵌式永磁同步电机，还包括线性弱磁控制器、逆变器和转速检测模块， 所述的线性弱磁控制器设有线性弱磁控制一区、线性弱磁控制二区和线性弱磁控制三区三个控制区域；所述的线性弱磁控制一区为O点到A点所构成的线段；所述的线性弱磁控制二区为A点到B点所构成的线段；所述的线性弱磁控制三区为B点到C点所构成的线段；其中，O点为id-1q坐标系的坐标原点；A点为最大转矩输出点；B点为由电压极限椭圆中心所作垂直于直轴电流的直线与电流极限圆交点；C点为电压极限椭圆中心点；所述的转速检测模块检测内嵌式永磁同步电机的转速，并将该转速送入线性弱磁控制器，所述的线性弱磁控制器根据内嵌式永磁同步电机的目标转速选择上述的线性弱磁控制区域，所述的线性弱磁控制器根据选定的线性弱磁控制区域输出的电流控制信号控制逆变器，所述的逆变器将线性弱磁控制器输出的电流控制信号进行功率放大，驱动内嵌式永磁同步电机旋转。更进一步地，所述的线性弱磁控制一区为恒转矩线性控制区域，其转速控制范围为零到A点的转速；其中，A点的转速为:【权利要求】1.一种内嵌式永磁同步电机线性弱磁控制系统，包括内嵌式永磁同步电机(I )，其特征在于:还包括线性弱磁控制器(2)、逆变器(3)和转速检测模块(4)， 所述的线性弱磁控制器(2)设有线性弱磁控制一区(2-1)、线性弱磁控制二区(2-2)和线性弱磁控制三区(2-3)三个控制区域；所述的线性弱磁控制一区(2-1)为O点到A点所构成的线段；所述的线性弱磁控制二区(2-2)为A点到B点所构成的线段；所述的线性弱磁控制三区(2-3)为B点到C点所构成的线段；其中，O点为id-1q坐标系的坐标原点；A点为最大转矩输出点点为由电压极限椭圆中心所作垂直于直轴电流的直线与电流极限圆交点；C点为电压极限椭圆中心点； 所述的转速检测模块(4)检测内嵌式永磁同步电机(I)的转速，并将该转速送入线性弱磁控制器(2)，所述的线性弱磁控制器(2)根据内嵌式永磁同步电机(I)的目标转速选择上述的线性弱磁控制区域，所述的线性弱磁控制器(2)根据选定的线性弱磁控制区域输出的电流控制信号控制逆变器(3)，所述的逆变器(3)将线性弱磁控制器(2)输出的电流控制信号进行功率放大，驱动内嵌式永磁同步电机(I)旋转。2.根据权利要求1所述的一种内嵌式永磁同步电机线性弱磁控制系统，其特征在于:所述的线性弱磁控制一区(2-1)为恒转矩线性控制区域，其转速控制范围为零到A点的转速；其中，A 点的转速为 3.根据权利要求2所述的一种内嵌式永磁同步电机线性弱磁控制系统，其特征在于:所述的线性弱磁控制二区(2-2)为恒功率转折线性控制区域，其转速控制范围为A点的转速到B点的转速;其中，B点的转速为: 4.根据权利要求3所述的一种内嵌式永磁同步电机线性弱磁控制系统，其特征在于:所述的线性弱磁控制三区(2-3)为恒功率恒直轴电流控制区域(直轴电流小于零)，转速控制范围为B点的转速到内嵌式永磁同步电机(I)的最高转速。5.根据权利要求4所述的一种内嵌式永磁同步电机线性弱磁控制系统，其特征在于:所述的A点为最大转矩电流比曲线与电流极限圆的交点。6.根据权利要求5所述的一种内嵌式永磁同步电机线性弱磁控制系统,其特征在于:所述的逆变器(3)的输出为正弦波或脉宽调制正弦波。【文档编号】H02P6/06GK103916058SQ201410087639【公开日】2014年7月9日 申请日期:2014年3月11日 优先权日:2014年3月11日 【专利技术者】陈坤华, 孙玉坤, 李天博, 项倩雯 申请人:江苏大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内嵌式永磁同步电机线性弱磁控制系统，包括内嵌式永磁同步电机（1），其特征在于：还包括线性弱磁控制器（2）、逆变器（3）和转速检测模块（4），所述的线性弱磁控制器（2）设有线性弱磁控制一区（2‑1）、线性弱磁控制二区（2‑2）和线性弱磁控制三区（2‑3）三个控制区域；所述的线性弱磁控制一区（2‑1）为O点到A点所构成的线段；所述的线性弱磁控制二区（2‑2）为A点到B点所构成的线段；所述的线性弱磁控制三区（2‑3）为B点到C点所构成的线段；其中，O点为id‑iq坐标系的坐标原点；A点为最大转矩输出点；B点为由电压极限椭圆中心所作垂直于直轴电流的直线与电流极限圆交点；C点为电压极限椭圆中心点；所述的转速检测模块（4）检测内嵌式永磁同步电机（1）的转速，并将该转速送入线性弱磁控制器（2），所述的线性弱磁控制器（2）根据内嵌式永磁同步电机（1）的目标转速选择上述的线性弱磁控制区域，所述的线性弱磁控制器（2）根据选定的线性弱磁控制区域输出的电流控制信号控制逆变器（3），所述的逆变器（3）将线性弱磁控制器（2）输出的电流控制信号进行功率放大，驱动内嵌式永磁同步电机（1）旋转。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈坤华，孙玉坤，李天博，项倩雯，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32