永磁同步电机系统及其弱磁控制方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种永磁同步电机系统及其弱磁控制方法和装置，方法包括以下步骤：获取永磁同步电机系统的旋转坐标系下的第一输出电压u

Permanent magnet synchronous motor system and magnetic flux weakening control method and device thereof

The invention discloses a permanent magnet synchronous motor system and a magnetic weakening control method and a device thereof. The method comprises the following steps: obtaining a first output voltage u in a rotating coordinate system of a permanent magnet synchronous motor system;

【技术实现步骤摘要】
永磁同步电机系统及其弱磁控制方法和装置
本专利技术涉及电机控制
，特别涉及一种永磁同步电机系统的弱磁控制方法、一种永磁同步电机系统的弱磁控制装置以及一种永磁同步电机系统。
技术介绍
永磁同步电机以其控制性能好、功率密度高、节能等特点，已经在各行各业中得到广泛应用。其中，在很多应用场合中，要求永磁同步电机运行在高频范围，继而运行在弱磁区间，例如基于永磁同步电机的变频压缩机、基于永磁同步电机的风机等。相关技术中的弱磁控制方法通常是基于直流母线电压，但是其存在的问题是，直流母线电压的波动会对永磁同步电机的弱磁控制造成影响，造成弱磁深度过大或过小。
技术实现思路
本申请的申请人发现并认识到：输入交流电压本身周期波动特性和负载波动，很容易造成直流母线电压波动，例如在负载稳定或者变化缓慢的情况下，直流母线电压波动频率约为输入交流电压频率的2倍。波动的直流母线电压对永磁同步电机的弱磁控制造成影响，如果弱磁深度不足以使得输出电压小于最低直流母线电压值，那么永磁同步电机存在失控的时段；如果弱磁深度设置过深使得输出电压小于最低直流母线电压值，那么在直流母线电压较大的时段，直流母线电压无法充分利用，同时降低电机效率(不需要弱磁控制时采用弱磁控制导致效率降低)。为此，本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。本专利技术的一个目的在于提出一种永磁同步电机系统的弱磁控制方法，能够充分利用直流母线电压，使得在直流母线电压波动时仍然能达到最大电机效率运行。本专利技术的另一个目的在于提出一种永磁同步电机系统的弱磁控制装置。本专利技术的又一个目的在于提出一种永磁同步电机系统。为达到上述目的，本专利技术一方面实施例提出的一种永磁同步电机系统的弱磁控制方法，包括以下步骤：获取所述永磁同步电机系统的旋转坐标系下的第一输出电压ud/uq或者静止坐标系下的第二输出电压uα/uβ，并根据所述第一输出电压ud/uq或所述第二输出电压uα/uβ获取期望输出电压us；根据所述期望输出电压us获取电压限幅阈值，并根据所述期望输出电压us的幅值和所述电压限幅阈值生成弱磁电流；将所述弱磁电流叠加至所述永磁同步电机系统的直轴电流闭环，以对永磁同步电机进行弱磁控制，其中，弱磁控制带宽小于所述直轴电流闭环带宽且大于输入至所述永磁同步电机系统的交流电源的频率的2倍。根据本专利技术实施例提出的永磁同步电机系统的弱磁控制方法，先获取永磁同步电机系统的旋转坐标系下的第一输出电压ud/uq或者静止坐标系下的第二输出电压uα/uβ，并根据第一输出电压ud/uq或第二输出电压uα/uβ获取期望输出电压us，然后根据期望输出电压us获取电压限幅阈值，并根据期望输出电压us的幅值和电压限幅阈值生成弱磁电流，并将弱磁电流叠加至永磁同步电机系统的直轴电流闭环，以对永磁同步电机进行弱磁控制，其中，弱磁控制带宽小于直轴电流闭环带宽且大于输入至永磁同步电机系统的交流电源的频率的2倍。由此，本专利技术实施例的方法能够保证弱磁控制的响应速度，充分利用波动的直流母线电压，使得在直流母线电压波动时仍然能达到最大电机效率运行。根据本专利技术的一个实施例，所述根据所述期望输出电压us获取电压限幅阈值，包括：获取所述旋转坐标系下所述期望输出电压us的矢量方向上的最大输出电压或者所述静止所标系下所述期望输出电压us的矢量方向上的最大输出电压；将所述旋转坐标系下的最大输出电压或所述静止所标系下的最大输出电压作为电压限幅阈值。根据本专利技术的一个实施例，所述根据所述期望输出电压us和所述电压限幅阈值生成弱磁电流，包括：获取所述电压限幅阈值与所述期望输出电压us的幅值之间的电压差值；根据所述电压差值和预设PI控制模型生成所述弱磁电流。根据本专利技术的一个实施例，在根据所述期望输出电压us和所述过调制电压限制阈值生成弱磁电流后，还包括：根据预设限幅模型对所述弱磁电流进行限幅，以将限幅后的弱磁电流叠加至所述永磁同步电机系统的直轴电流闭环。根据本专利技术的一个实施例，其中，根据所述弱磁控制带宽设置所述预设PI控制模型的比例控制参数和积分控制参数。为达到上述目的，本专利技术另一方面实施例提出的一种永磁同步电机系统的弱磁控制装置，包括：获取模块，用于获取所述永磁同步电机系统的旋转坐标系下的第一输出电压ud/uq或者静止坐标系下的第二输出电压uα/uβ，并根据所述第一输出电压ud/uq或所述第二输出电压uα/uβ获取期望输出电压us；弱磁控制模块，用于根据所述期望输出电压us获取电压限幅阈值，并根据所述期望输出电压us的幅值和所述电压限幅阈值生成弱磁电流，并将所述弱磁电流叠加至所述永磁同步电机系统的直轴电流闭环，以对永磁同步电机进行弱磁控制，其中，弱磁控制带宽小于所述直轴电流闭环带宽且大于输入至所述永磁同步电机系统的交流电源的频率的2倍。根据本专利技术实施例提出的永磁同步电机系统的弱磁控制装置，先通过获取模块获取永磁同步电机系统的旋转坐标系下的第一输出电压ud/uq或者静止坐标系下的第二输出电压uα/uβ，并根据第一输出电压ud/uq或第二输出电压uα/uβ获取期望输出电压us，然后弱磁控制模块根据期望输出电压us获取电压限幅阈值，并根据期望输出电压us的幅值和电压限幅阈值生成弱磁电流，并将弱磁电流叠加至永磁同步电机系统的直轴电流闭环，以对永磁同步电机进行弱磁控制，其中，弱磁控制带宽小于直轴电流闭环带宽且大于输入至永磁同步电机系统的交流电源的频率的2倍。由此，本专利技术实施例的装置能够保证弱磁控制的响应速度，充分利用波动的直流母线电压，使得在直流母线电压波动时仍然能达到最大电机效率运行。根据本专利技术的一个实施例，所述弱磁控制模块进一步用于，获取所述旋转坐标系下所述期望输出电压us的矢量方向上的最大输出电压或者所述静止所标系下所述期望输出电压us的矢量方向上的最大输出电压，并将所述旋转坐标系下的最大输出电压或所述静止所标系下的最大输出电压作为电压限幅阈值。根据本专利技术的一个实施例，所述弱磁控制模块用于，获取所述电压限幅阈值与所述期望输出电压us的幅值之间的电压差值，并根据所述电压差值和预设PI控制模型生成所述弱磁电流。根据本专利技术的一个实施例，在根据所述期望输出电压us和所述电压限幅阈值生成弱磁电流后，所述弱磁控制模块还用于，根据预设限幅模型对所述弱磁电流进行限幅，以将限幅后的弱磁电流叠加至所述永磁同步电机系统的直轴电流闭环。根据本专利技术的一个实施例，根据所述弱磁控制带宽设置所述预设PI控制模型的比例控制参数和积分控制参数。为达到上述目的，本专利技术又一方面实施例提出的一种永磁同步电机系统，包括所述的永磁同步电机系统的弱磁控制装置。根据本专利技术实施例提出的永磁同步电机系统，通过上述的弱磁控制装置，能够保证弱磁控制的响应速度，充分利用波动的直流母线电压，使得在直流母线电压波动时仍然能达到最大电机效率运行。附图说明图1是根据本专利技术实施例的永磁同步电机系统的弱磁控制方法的流程图；图2是根据本专利技术一个实施例的永磁同步电机的控制电路的拓扑示意图；图3是根据本专利技术一个实施例的旋转坐标系与静止坐标系的关系示意图；图4是根据本专利技术一个实施例的空间电压调制的示意图；图5是根据本专利技术另一个实施例的空间电压调制的示意图；图6是根据本专利技术一个实施例的永磁同步电机系统的弱磁控制方法的控制框图；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种永磁同步电机系统的弱磁控制方法，其特征在于，包括以下步骤：获取所述永磁同步电机系统的旋转坐标系下的第一输出电压u

【技术特征摘要】
1.一种永磁同步电机系统的弱磁控制方法，其特征在于，包括以下步骤：获取所述永磁同步电机系统的旋转坐标系下的第一输出电压ud/uq或者静止坐标系下的第二输出电压uα/uβ，并根据所述第一输出电压ud/uq或所述第二输出电压uα/uβ获取期望输出电压us；根据所述期望输出电压us获取电压限幅阈值，并根据所述期望输出电压us的幅值和所述电压限幅阈值生成弱磁电流；将所述弱磁电流叠加至所述永磁同步电机系统的直轴电流闭环，以对永磁同步电机进行弱磁控制，其中，弱磁控制带宽小于所述直轴电流闭环带宽且大于输入至所述永磁同步电机系统的交流电源的频率的2倍。2.根据权利要求1所述的永磁同步电机系统的弱磁控制方法，其特征在于，所述根据所述期望输出电压us获取电压限幅阈值，包括：获取所述旋转坐标系下所述期望输出电压us的矢量方向上的最大输出电压或者所述静止所标系下所述期望输出电压us的矢量方向上的最大输出电压；将所述旋转坐标系下的最大输出电压或所述静止所标系下的最大输出电压作为电压限幅阈值。3.根据权利要求1所述的永磁同步电机系统的弱磁控制方法，其特征在于，所述根据所述期望输出电压us和所述电压限幅阈值生成弱磁电流，包括：获取所述电压限幅阈值与所述期望输出电压us的幅值之间的电压差值；根据所述电压差值和预设PI控制模型生成所述弱磁电流。4.根据权利要求3所述的永磁同步电机系统的弱磁控制方法，其特征在于，还包括：根据预设限幅模型对所述弱磁电流进行限幅，以将限幅后的弱磁电流叠加至所述永磁同步电机系统的直轴电流闭环。5.根据权利要求3所述的永磁同步电机系统的弱磁控制方法，其特征在于，其中，根据所述弱磁控制带宽设置所述预设PI控制模型的比例控制参数和积分控制参数。6.一种永磁同步电机系统的弱磁控制装置，其特征在于，包括：获取模块，用于获取...

【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