永磁同步电机的电流限幅、直接转矩控制方法、控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种永磁同步电机的电流限幅控制方法，包括以下步骤：获取永磁同步电机的两相静止反馈电流iα/iβ并计算反馈电流幅值；计算反馈电流的幅值给定与反馈电流幅值之间的偏差，并对该偏差进行比例控制以获得第一转矩；获取上一时刻的补偿转矩以获得第二转矩；第一限幅环节对第一转矩与第二转矩之和进行限幅处理以获得永磁同步电机的当前时刻的补偿转矩；第二限幅环节对当前时刻的补偿转矩与速度控制器输出的电磁转矩之和进行限幅处理，以减小永磁同步电机输出的电磁转矩幅值。该控制方法能够使永磁同步电机工作在安全电流范围内，避免过流现象发生。本发明专利技术还公开了一种永磁同步电机的直接转矩控制方法以及一种永磁同步电机控制系统。

【技术实现步骤摘要】
永磁同步电机的电流限幅、直接转矩控制方法、控制系统
本专利技术涉及电机控制
，特别涉及一种永磁同步电机的电流限幅控制方法、一种永磁同步电机的直接转矩控制方法以及一种永磁同步电机控制系统。
技术介绍
在永磁同步电机的无位置传感器控制中，当采用直接转矩控制方式对永磁同步电机进行控制时，由于无法直接控制永磁同步电机的电流，因而很容易因电磁转矩和定子磁链配置不合理而导致永磁同步电机的电流过大，从而导致过电流故障。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在至少解决上述的技术缺陷之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种永磁同步电机的电流限幅控制方法，能够使永磁同步电机工作在安全电流范围内，避免过流现象发生。本专利技术的另一个目的在于提出一种永磁同步电机的直接转矩控制方法。本专利技术的还一个目的在于提出一种永磁同步电机控制系统。为达到上述目的，本专利技术一方面实施例提出了一种永磁同步电机的电流限幅控制方法，包括以下步骤：获取所述永磁同步电机的两相静止反馈电流iα/iβ，并根据所述两相静止反馈电流iα/iβ计算反馈电流幅值；设定所述反馈电流的幅值给定，其中，所述反馈电流的幅值给定小于所述永磁同步电机的电流过流保护阈值；计算所述反馈电流幅值与所述反馈电流的幅值给定之间的偏差，并对所述反馈电流幅值与所述反馈电流的幅值给定之间的偏差进行比例控制以获得第一转矩；获取所述永磁同步电机的上一时刻的补偿转矩，并对所述上一时刻的补偿转矩进行单位延时以获得第二转矩；通过第一限幅环节对所述第一转矩与所述第二转矩之和进行限幅处理以获得所述永磁同步电机的当前时刻的补偿转矩；通过第二限幅环节对所述当前时刻的补偿转矩与永磁同步电机控制系统中速度控制器输出的电磁转矩之和进行限幅处理，以减小所述永磁同步电机输出的电磁转矩幅值。根据本专利技术实施例的永磁同步电机的电流限幅控制方法，首先获取永磁同步电机的两相静止反馈电流iα/iβ，并根据两相静止反馈电流iα/iβ计算反馈电流幅值，设定反馈电流的幅值给定，计算反馈电流幅值与反馈电流的幅值给定之间的偏差，并对反馈电流幅值与反馈电流的幅值给定之间的偏差进行比例控制以获得第一转矩，然后获取永磁同步电机的上一时刻的补偿转矩，并对上一时刻的补偿转矩进行单位延时以获得第二转矩，通过第一限幅环节对第一转矩与第二转矩之和进行限幅处理以获得永磁同步电机的当前时刻的补偿转矩，通过第二限幅环节对当前时刻的补偿转矩与永磁同步电机控制系统中速度控制器输出的电磁转矩之和进行限幅处理，以减小永磁同步电机输出的电磁转矩幅值，从而使得永磁同步电机工作在安全电流范围内，避免了过流现象的发生，提高了永磁同步电机的可靠性。优选地，所述反馈电流的幅值给定可以为所述电流过流保护阈值的90％至95％。根据本专利技术的一个实施例，所述第一限幅环节为双向限幅环节，所述第一限幅环节的上限为零，所述第一限幅环节的下限为负向的转矩输出阈值。根据本专利技术的一个实施例，所述第二限幅环节为双向限幅环节，所述第二限幅环节的上限为正向的转矩输出阈值，所述第二限幅环节的下限为负向的转矩输出阈值。为达到上述目的，本专利技术另一方面实施例提出了一种永磁同步电机的直接转矩控制方法，包括以下步骤：执行上述的永磁同步电机的电流限幅控制方法，以获得所述永磁同步电机的电磁转矩给定；根据所述电磁转矩给定对所述永磁同步电机进行直接转矩控制。根据本专利技术实施例的永磁同步电机的直接转矩控制方法，首先执行上述的永磁同步电机的电流限幅控制方法以获得永磁同步电机的电磁转矩给定，然后根据电磁转矩给定对永磁同步电机进行直接转矩控制，从而保证了直接转矩控制方式下的永磁同步电机能够工作在安全电流范围内，避免了过流现象的发生，提高了永磁同步电机的可靠性。为达到上述目的，本专利技术又一方面实施例提出了一种永磁同步电机控制系统，包括具有第一限幅环节的电流限幅控制器、速度控制器、第二限幅环节和转矩环控制器，其中，所述电流限幅控制器获取所述永磁同步电机的两相静止反馈电流iα/iβ，并根据所述两相静止反馈电流iα/iβ计算反馈电流幅值；所述电流限幅控制器设定所述反馈电流的幅值给定，其中，所述反馈电流的幅值给定小于所述永磁同步电机的电流过流保护阈值；所述电流限幅控制器计算所述反馈电流幅值与所述反馈电流的幅值给定之间的偏差，并对所述反馈电流幅值与所述反馈电流的幅值给定之间的偏差进行比例控制以获得第一转矩；所述电流限幅控制器获取所述永磁同步电机的上一时刻的补偿转矩，并对所述上一时刻的补偿转矩进行单位延时以获得第二转矩；所述第一限幅环节对所述第一转矩与所述第二转矩之和进行限幅处理以获得所述永磁同步电机的当前时刻的补偿转矩；所述第二限幅环节对所述当前时刻的补偿转矩与所述速度控制器输出的电磁转矩之和进行限幅处理以获得永磁同步电机的电磁转矩给定；所述转矩环控制器根据所述电磁转矩给定对所述永磁同步电机进行直接转矩控制。根据本专利技术实施例的永磁同步电机控制系统，电流限幅控制器获取永磁同步电机的两相静止反馈电流iα/iβ，并根据两相静止反馈电流iα/iβ计算反馈电流幅值，电流限幅控制器设定反馈电流的幅值给定并计算反馈电流幅值与反馈电流的幅值给定之间的偏差，以及对反馈电流幅值与反馈电流的幅值给定之间的偏差进行比例控制以获得第一转矩，电流限幅控制器获取永磁同步电机的上一时刻的补偿转矩，并对上一时刻的补偿转矩进行单位延时以获得第二转矩，第一限幅环节对第一转矩与第二转矩之和进行限幅处理以获得永磁同步电机的当前时刻的补偿转矩，第二限幅环节对当前时刻的补偿转矩与速度控制器输出的电磁转矩之和进行限幅处理以获得永磁同步电机的电磁转矩给定，转矩环控制器根据电磁转矩给定对永磁同步电机进行直接转矩控制，从而保证了直接转矩控制方式下的永磁同步电机能够工作在安全电流范围内，避免了过流现象的发生，提高了永磁同步电机的可靠性。优选地，所述反馈电流的幅值给定可以为所述电流过流保护阈值的90％至95％。根据本专利技术的一个实施例，所述第一限幅环节为双向限幅环节，所述第一限幅环节的上限为零，所述第一限幅环节的下限为负向的转矩输出阈值。根据本专利技术的一个实施例，所述第二限幅环节为双向限幅环节，所述第二限幅环节的上限为正向的转矩输出阈值，所述第二限幅环节的下限为负向的转矩输出阈值。在本专利技术的实施例中，所述永磁同步电机控制系统采用MTPA(MaximumTorquePerAmpere，最大转矩电流比)控制模式。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为根据本专利技术实施例的永磁同步电机的电流限幅控制方法的流程图；图2为根据本专利技术一个实施例的永磁同步电机的矢量控制图；图3为根据本专利技术一个实施例的电流限幅控制的矢量控制图；图4为根据本专利技术实施例的永磁同步电机的直接转矩控制方法的流程图；以及图5为根据本专利技术实施例的永磁同步电机控制系统的方框示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能解释为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种永磁同步电机的电流限幅控制方法，其特征在于，包括以下步骤：获取所述永磁同步电机的两相静止反馈电流iα/iβ，并根据所述两相静止反馈电流iα/iβ计算反馈电流幅值；设定所述反馈电流的幅值给定，其中，所述反馈电流的幅值给定小于所述永磁同步电机的电流过流保护阈值；计算所述反馈电流幅值与所述反馈电流的幅值给定之间的偏差，并对所述反馈电流幅值与所述反馈电流的幅值给定之间的偏差进行比例控制以获得第一转矩；获取所述永磁同步电机的上一时刻的补偿转矩，并对所述上一时刻的补偿转矩进行单位延时以获得第二转矩；通过第一限幅环节对所述第一转矩与所述第二转矩之和进行限幅处理以获得所述永磁同步电机的当前时刻的补偿转矩；通过第二限幅环节对所述当前时刻的补偿转矩与永磁同步电机控制系统中速度控制器输出的电磁转矩之和进行限幅处理，以减小所述永磁同步电机输出的电磁转矩幅值。

【技术特征摘要】
1.一种永磁同步电机的电流限幅控制方法，其特征在于，包括以下步骤：获取所述永磁同步电机的两相静止反馈电流iα/iβ，并根据所述两相静止反馈电流iα/iβ计算反馈电流幅值；设定所述反馈电流的幅值给定，其中，所述反馈电流的幅值给定小于所述永磁同步电机的电流过流保护阈值；计算所述反馈电流幅值与所述反馈电流的幅值给定之间的偏差，并对所述反馈电流幅值与所述反馈电流的幅值给定之间的偏差进行比例控制以获得第一转矩；获取所述永磁同步电机的上一时刻的补偿转矩，并对所述上一时刻的补偿转矩进行单位延时以获得第二转矩；通过第一限幅环节对所述第一转矩与所述第二转矩之和进行限幅处理以获得所述永磁同步电机的当前时刻的补偿转矩；通过第二限幅环节对所述当前时刻的补偿转矩与永磁同步电机控制系统中速度控制器输出的电磁转矩之和进行限幅处理，以减小所述永磁同步电机输出的电磁转矩幅值。2.如权利要求1所述的电流限幅控制方法，其特征在于，所述反馈电流的幅值给定为所述电流过流保护阈值的90％至95％。3.如权利要求1所述的电流限幅控制方法，其特征在于，所述第一限幅环节为双向限幅环节，所述第一限幅环节的上限为零，所述第一限幅环节的下限为负向的转矩输出阈值。4.如权利要求1所述的电流限幅控制方法，其特征在于，所述第二限幅环节为双向限幅环节，所述第二限幅环节的上限为正向的转矩输出阈值，所述第二限幅环节的下限为负向的转矩输出阈值。5.一种永磁同步电机的直接转矩控制方法，其特征在于，包括以下步骤：执行如权利要求1-4中任一项所述的永磁同步电机的电流限幅控制方法，以获得所述永磁同步电机的电磁转矩给定；根据所述电磁转矩给定对所述永磁同步电机进行直接转矩控制。6.一种永磁同步电机控制系统，其特征在于，包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄招彬，
申请(专利权)人：广东美的制冷设备有限公司，美的集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44