过调制时单PI电流环的弱磁控制方法、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过调制时单PI电流环的弱磁控制方法、装置和永磁同步电机的控制系统，其中，方法包括：获取永磁同步电机的过调制系数KH，并计算永磁同步电机进行SVPWM控制时的六个基本有效矢量中的两个的作用时间T1和T2；根据过调制系数KH、T1和T2判断是否控制永磁同步电机进入过调制与单PI电流环弱磁控制模式；若是，则将速度环的输出作为D轴电流给定，并根据D轴电流给定和D轴反馈电流进行D轴PI电流环调节以获得D轴电压，以及根据D轴电压和永磁同步电机进入过调制与单PI电流环弱磁控制模式之前的Q轴电压对永磁同步电机进行弱磁控制，由此，能够保证永磁同步电机过调制和弱磁时的稳定运行。

【技术实现步骤摘要】
过调制时单PI电流环的弱磁控制方法、装置
本专利技术涉及永磁同步电机领域，特别涉及一种永磁同步电机过调制时单PI电流环的弱磁控制方法、一种永磁同步电机过调制时单PI电流环的弱磁控制装置和一种永磁同步电机的控制系统。
技术介绍
PMSM(permanentmagnetsynchronousmotor，永磁同步电机)控制中需要经典的三环控制，即一个速度环、D轴电流环、Q轴电流环，如图1所示。永磁同步电机D、Q轴的电压方程为：电磁转矩为：其中，Te为永磁同步电机的电磁转矩，Pn为永磁同步电机的极对数，为永磁体磁链，Iq为Q轴电流，Id为D轴电流，Lq、Ld分别为D、Q轴电感。R为相电阻，p为微分算子，ω为电角速度，Ud和Uq分别为D轴电压和Q轴电压。在弱磁时，直接对上述电压方程进行处理，去除微分量，得到：由于D、Q轴是互相耦合的，所以D、Q轴电流不能独立通过对应的电流环求出。且在深度弱磁和过调制结合时，可能会导致高频运行失步、产生大电流等问题，严重影响永磁同步电机的稳定运行。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种永磁同步电机过调制时单PI电流环的弱磁控制方法，该方法能够使永磁同步电机在过调制和弱磁时稳定运行，且能够有效解决D、Q轴互相耦合的问题，简化PMSM控制系统。本专利技术的第二个目的在于提出一种永磁同步电机过调制时单PI电流环的弱磁控制装置。本专利技术的第三个目的在于提出一种永磁同步电机的控制系统。为达到上述目的，本专利技术第一方面的实施例提出了一种永磁同步电机过调制时单PI电流环的弱磁控制方法，包括以下步骤：获取所述永磁同步电机的过调制系数KH，并计算所述永磁同步电机进行SVPWM控制时的六个基本有效矢量中的两个基本有效矢量的作用时间T1和T2；根据所述过调制系数KH、所述两个基本有效矢量的作用时间T1和T2判断是否控制所述永磁同步电机进入过调制与单PI电流环弱磁控制模式；当所述永磁同步电机进入所述过调制与单PI电流环弱磁控制模式时，将速度环的输出作为D轴电流给定，并根据所述D轴电流给定和所述永磁同步电机的D轴反馈电流进行D轴PI电流环调节以获得D轴电压，以及根据所述D轴电压和所述永磁同步电机进入所述过调制与单PI电流环弱磁控制模式之前的Q轴电压对所述永磁同步电机进行弱磁控制。本专利技术实施例的永磁同步电机过调制时单PI电流环的弱磁控制方法，根据过调制系数、两个基本有效矢量的作用时间控制永磁同步电机进入过调制与单PI电流环弱磁控制模式，将速度环的输出作为D轴电流给定，并根据D轴电流给定和永磁同步电机的D轴反馈电流进行D轴PI电流环调节以获得D轴电压，进而根据D轴电压和永磁同步电机进入过调制与单PI电流环弱磁控制模式之前的Q轴电压对永磁同步电机进行弱磁控。由此，能够使永磁同步电机在过调制和弱磁时稳定运行，且能够有效解决D、Q轴互相耦合的问题，简化PMSM控制系统。另外，根据本专利技术上述实施例的永磁同步电机过调制时单PI电流环的弱磁控制方法还可以具有如下附加的技术特征：根据本专利技术的一个实施例，根据所述过调制系数KH、所述两个基本有效矢量的作用时间T1和T2判断是否控制所述永磁同步电机进入过调制与单PI电流环弱磁控制模式，包括：计算T1与T2之和，并对所述T1与T2之和进行低通滤波处理以获得开启时刻Ton；判断所述开启时刻Ton与六个死区时间Tdead之和是否大于所述过调制系数KH；如果所述开启时刻Ton与六个死区时间Tdead之和大于所述过调制系数KH，则控制所述永磁同步电机进入所述过调制与单PI电流环弱磁控制模式。根据本专利技术的一个实施例，所述过调制系数KH满足关系式：1＞KH＞0.8666。根据本专利技术的一个实施例，还通过所述永磁同步电机的母线电压计算所述永磁同步电机的端子间电压最大值Vsmax，并根据所述端子间电压最大值Vsmax和所述过调制系数KH对所述永磁同步电机进入所述过调制与单PI电流环弱磁控制模式之前的Q轴电压进行限制处理。根据本专利技术的一个实施例，在所述永磁同步电机进入所述过调制与单PI电流环弱磁控制模式之后，还包括：根据所述端子间电压最大值Vsmax和所述过调制系数KH以及所述永磁同步电机的D轴电感、所述永磁同步电机的电角速度、所述永磁同步电机的永磁体磁链计算所述永磁同步电机退出所述过调制与单PI电流环弱磁控制模式的切出电流I切出；判断所述D轴电流给定是否大于所述切出电流I切出；如果所述D轴电流给定大于所述切出电流I切出，则控制所述永磁同步电机退出所述过调制与单PI电流环弱磁控制模式。为达到上述目的，本专利技术第二方面实施例提出了一种永磁同步电机过调制时单PI电流环的弱磁控制装置，包括：获取模块，用于获取所述永磁同步电机的过调制系数KH；计算模块，用于计算所述永磁同步电机进行SVPWM控制时的六个基本有效矢量中的两个基本有效矢量的作用时间T1和T2；判断模块，用于根据所述过调制系数KH、所述两个基本有效矢量的作用时间T1和T2判断是否控制所述永磁同步电机进入过调制与单PI电流环弱磁控制模式；弱磁控制模块，用于在所述永磁同步电机进入所述过调制与单PI电流环弱磁控制模式时将速度环的输出作为D轴电流给定，并根据所述D轴电流给定和所述永磁同步电机的D轴反馈电流进行D轴PI电流环调节以获得D轴电压，以及根据所述D轴电压和所述永磁同步电机进入所述过调制与单PI电流环弱磁控制模式之前的Q轴电压对所述永磁同步电机进行弱磁控制。本专利技术实施例的永磁同步电机过调制时单PI电流环的弱磁控制装置，通过判断模块根据过调制系数、两个基本有效矢量的作用时间判断永磁同步电机是否进入过调制与单PI电流环弱磁控制模式，在永磁同步电机进入过调制与单PI电流环弱磁控制模式时，通过弱磁控制模块将速度环的输出作为D轴电流给定，并根据D轴电流给定和永磁同步电机的D轴反馈电流进行D轴PI电流环调节以获得D轴电压，进而根据D轴电压和永磁同步电机进入过调制与单PI电流环弱磁控制模式之前的Q轴电压对永磁同步电机进行弱磁控制。由此，能够使永磁同步电机在过调制和弱磁时稳定运行，且能够有效解决D、Q轴互相耦合的问题，简化PMSM控制系统。另外，根据本专利技术上述实施例的永磁同步电机过调制时单PI电流环的弱磁控制装置还可以具有如下附加的技术特征：根据本专利技术的一个实施例，所述计算模块还用于计算T1与T2之和，并通过低通滤波器对所述T1与T2之和进行低通滤波处理以获得开启时刻Ton，所述判断模块进一步用于判断所述开启时刻Ton与六个死区时间Tdead之和是否大于所述过调制系数KH，其中，在所述开启时刻Ton与六个死区时间Tdead之和大于所述过调制系数KH时，所述弱磁控制模块控制所述永磁同步电机进入所述过调制与单PI电流环弱磁控制模式。根据本专利技术的一个实施例，所述过调制系数KH满足关系式：1＞KH＞0.8666。根据本专利技术的一个实施例，所述装置，还包括：Q轴电压限制模块，所述Q轴电压限制模块通过所述永磁同步电机的母线电压计算所述永磁同步电机的端子间电压最大值Vsmax，并根据所述端子间电压最大值Vsmax和所述过调制系数KH对所述永磁同步电机进入所述过调制与单PI电流环弱磁控制模式之前的Q轴电压进行限制处理。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种永磁同步电机过调制时单PI电流环的弱磁控制方法，其特征在于，包括以下步骤：获取所述永磁同步电机的过调制系数KH，并计算所述永磁同步电机进行SVPWM控制时的六个基本有效矢量中的两个基本有效矢量的作用时间T1和T2；根据所述过调制系数KH、所述两个基本有效矢量的作用时间T1和T2判断是否控制所述永磁同步电机进入过调制与单PI电流环弱磁控制模式；当所述永磁同步电机进入所述过调制与单PI电流环弱磁控制模式时，将速度环的输出作为D轴电流给定，并根据所述D轴电流给定和所述永磁同步电机的D轴反馈电流进行D轴PI电流环调节以获得D轴电压，以及根据所述D轴电压和所述永磁同步电机进入所述过调制与单PI电流环弱磁控制模式之前的Q轴电压对所述永磁同步电机进行弱磁控制。

【技术特征摘要】
1.一种永磁同步电机过调制时单PI电流环的弱磁控制方法，其特征在于，包括以下步骤：获取所述永磁同步电机的过调制系数KH，并计算所述永磁同步电机进行SVPWM控制时的六个基本有效矢量中的两个基本有效矢量的作用时间T1和T2；根据所述过调制系数KH、所述两个基本有效矢量的作用时间T1和T2判断是否控制所述永磁同步电机进入过调制与单PI电流环弱磁控制模式；当所述永磁同步电机进入所述过调制与单PI电流环弱磁控制模式时，将速度环的输出作为D轴电流给定，并根据所述D轴电流给定和所述永磁同步电机的D轴反馈电流进行D轴PI电流环调节以获得D轴电压，以及根据所述D轴电压和所述永磁同步电机进入所述过调制与单PI电流环弱磁控制模式之前的Q轴电压对所述永磁同步电机进行弱磁控制。2.如权利要求1所述的永磁同步电机过调制时单PI电流环的弱磁控制方法，其特征在于，根据所述过调制系数KH、所述两个基本有效矢量的作用时间T1和T2判断是否控制所述永磁同步电机进入过调制与单PI电流环弱磁控制模式，包括：计算T1与T2之和，并对所述T1与T2之和进行低通滤波处理以获得开启时刻Ton；判断所述开启时刻Ton与六个死区时间Tdead之和是否大于所述过调制系数KH；如果所述开启时刻Ton与六个死区时间Tdead之和大于所述过调制系数KH，则控制所述永磁同步电机进入所述过调制与单PI电流环弱磁控制模式。3.如权利要求1或2所述的永磁同步电机过调制时单PI电流环的弱磁控制方法，其特征在于，所述过调制系数KH满足关系式：1＞KH＞0.8666。4.如权利要求1所述的永磁同步电机过调制时单PI电流环的弱磁控制方法，其特征在于，还通过所述永磁同步电机的母线电压计算所述永磁同步电机的端子间电压最大值Vsmax，并根据所述端子间电压最大值Vsmax和所述过调制系数KH对所述永磁同步电机进入所述过调制与单PI电流环弱磁控制模式之前的Q轴电压进行限制处理。5.如权利要求4所述的永磁同步电机过调制时单PI电流环的弱磁控制方法，其特征在于，在所述永磁同步电机进入所述过调制与单PI电流环弱磁控制模式之后，还包括：根据所述端子间电压最大值Vsmax和所述过调制系数KH以及所述永磁同步电机的D轴电感、所述永磁同步电机的电角速度、所述永磁同步电机的永磁体磁链计算所述永磁同步电机退出所述过调制与单PI电流环弱磁控制模式的切出电流I切出；判断所述D轴电流给定是否大于所述切出电流I切出；如果所述D轴电流给定大于所述切出电流I切出，则控制所述永磁同步电机退出所述过调制与单PI电流环弱磁控制模式。6.一种永磁同步电机过调制时单PI电流环的弱磁控制装置，其特征在于，包括：获取模块，用于获取所述永磁同步...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋万杰，任新杰，王世超，
申请(专利权)人：广东美芝制冷设备有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44