一种电机控制方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种电机控制方法、装置及系统，该方法包括：在无位置传感器速度闭环控制状态下，当达到预设时间间隔对应的周期性电压监控时间时，确定当前d轴电压和当前q轴电压；两者共同合成的电压矢量大于逆变器可输出的最大值时，根据当前d轴电压和当前q轴电压获得新d轴电压和新q轴电压，新d轴电压与当前d轴电压的比值等于新q轴电压与当前q轴电压的比值，新d轴电压和新q轴电压共同合成的电压矢量等于最大值；基于新d轴电压和新q轴电压对电机进行控制。FOC技术在过调制区时把电压作为对象进行处理，而非直接处理电压的作用时间，从而可控制永磁同步电机在大负载情况下能够平稳运行。故本方案能够提高电机控制稳定性。

A Motor Control Method, Device and System

The invention provides a motor control method, device and system, which includes: in the closed-loop speed control state without position sensor, when the periodic voltage monitoring time corresponding to the preset time interval is reached, the current d-axis voltage and the current q-axis voltage are determined; when the combined voltage vector is larger than the maximum output value of the inverter, according to the current d-axis voltage and when the current d-axis voltage and the current q-axis voltage are reached. The new d-axis voltage and the new q-axis voltage are obtained from the front q-axis voltage. The ratio of the new d-axis voltage to the current d-axis voltage is equal to the ratio of the new q-axis voltage to the current q-axis voltage. The voltage vector synthesized by the new d-axis voltage and the new q-axis voltage is equal to the maximum value. The motor is controlled based on the new d-axis voltage and the new q-axis voltage. The FOC technology treats the voltage as the object in the over-modulation region, rather than the time of the voltage directly, so that the permanent magnet synchronous motor can run smoothly under heavy load. Therefore, this scheme can improve the stability of motor control.

【技术实现步骤摘要】
一种电机控制方法、装置及系统
本专利技术涉及电子
，特别涉及一种电机控制方法、装置及系统。
技术介绍
矢量控制(vectorcontrol)，或称磁场导向控制(field-orientedcontrol，FOC)，是现阶段行业流行的变频电机控制技术，可利用PWM(PulseWidthModulation，脉冲宽度调制)技术有序控制6个开关管，使得在压缩机U、V、W三相上得到幅值和频率可调的正弦波，从而达到控制永磁同步电机的目的。当输出的合成电压矢量大于逆变器可输出的最大值时，输出的电压矢量已经达到饱和。目前，当电机处于过调制区时，可对d轴电压对应的时间和q轴电压对应的时间进行处理，以使输出的合成电压矢量不大于该最大值。由于是直接处理两个电压的作用时间，而没有相应的过渡时间存在，故易使得控制上存在不稳定性。
技术实现思路
本专利技术提供了一种电机控制方法、装置及系统，能够提高电机控制稳定性。为了达到上述目的，本专利技术是通过如下技术方案实现的：第一方面，本专利技术提供了一种电机控制方法，包括：在无位置传感器速度闭环控制状态下，当达到预设时间间隔对应的周期性电压监控时间时，确定当前d轴电压和当前q轴电压；计算所述当前d轴电压和所述当前q轴电压共同合成的当前电压矢量；判断所述当前电压矢量是否大于逆变器可输出的最大值，若是，根据所述当前d轴电压和所述当前q轴电压，获得新d轴电压和新q轴电压，其中，所述新d轴电压与所述当前d轴电压的比值等于所述新q轴电压与所述当前q轴电压的比值，且所述新d轴电压和所述新q轴电压共同合成的电压矢量等于所述最大值；基于所述新d轴电压和所述新q轴电压，对电机进行控制。进一步地，所述计算所述当前d轴电压和所述当前q轴电压共同合成的当前电压矢量，包括：利用公式一，计算所述当前d轴电压和所述当前q轴电压共同合成的当前电压矢量；所述公式一包括：其中，V*为所述当前电压矢量，Vd为所述当前d轴电压，Vq为所述当前q轴电压。进一步地，所述确定当前d轴电压和当前q轴电压，包括：对所述电机的定子进行电流采样，以获得U相电流、V相电流和W相电流；以所述U相电流、所述V相电流和所述W相电流作为输入，经由三相交流至两相交流的转换处理，输出α轴交流和β轴交流；以所述α轴交流和所述β轴交流作为输入，经由两相交流至两相直流的坐标变换，输出q轴直流和d轴直流；以经力矩调节而输出的q轴电压、经励磁调节而输出的d轴电压、所述q轴直流和所述d轴直流作为输入，经转速估计，输出估计的转速；以所述估计的转速和预设给定频率作为输入，经速度调节，输出q轴直流参考；以所述q轴直流和所述q轴直流参考作为输入，经所述力矩调节，输出当前q轴电压；以所述q轴直流参考作为输入，依次经最大转矩电流比控制和弱磁控制，输出d轴直流参考；以所述d轴直流和所述d轴直流参考作为输入，经所述励磁调节，输出当前d轴电压。进一步地，所述基于所述新d轴电压和所述新q轴电压，对电机进行控制，包括：以所述新d轴电压和所述新q轴电压作为输入，经由两相直流至两相交流的坐标变换，输出α轴电压和β轴电压；以所述α轴电压和所述β轴电压作为输入，经空间矢量控制，输出六路PWM信号以驱动所述逆变器，以使所述逆变器向电机的定子输出三相正弦电流。第二方面，本专利技术提供了一种MCU(MicrocontrollerUnit，微控制单元)，包括：确定子单元，用于在无位置传感器速度闭环控制状态下，当达到预设时间间隔对应的周期性电压监控时间时，确定当前d轴电压和当前q轴电压；计算子单元，用于计算所述当前d轴电压和所述当前q轴电压共同合成的当前电压矢量；处理子单元，用于判断所述当前电压矢量是否大于逆变器可输出的最大值，若是，根据所述当前d轴电压和所述当前q轴电压，获得新d轴电压和新q轴电压，并向控制子单元输出所述新d轴电压和所述新q轴电压，其中，所述新d轴电压与所述当前d轴电压的比值等于所述新q轴电压与所述当前q轴电压的比值，且所述新d轴电压和所述新q轴电压共同合成的电压矢量等于所述最大值；所述控制子单元，用于在接收到所述处理子单元输出的所述新d轴电压和所述新q轴电压时，基于所述新d轴电压和所述新q轴电压，对电机进行控制。进一步地，所述计算子单元，用于利用公式一，计算所述当前d轴电压和所述当前q轴电压共同合成的当前电压矢量；所述公式一包括：其中，V*为所述当前电压矢量，Vd为所述当前d轴电压，Vq为所述当前q轴电压。进一步地，所述确定子单元，用于对所述电机的定子进行电流采样，以获得U相电流、V相电流和W相电流；以所述U相电流、所述V相电流和所述W相电流作为输入，经由三相交流至两相交流的转换处理，输出α轴交流和β轴交流；以所述α轴交流和所述β轴交流作为输入，经由两相交流至两相直流的坐标变换，输出q轴直流和d轴直流；以经力矩调节而输出的q轴电压、经励磁调节而输出的d轴电压、所述q轴直流和所述d轴直流作为输入，经转速估计，输出估计的转速；以所述估计的转速和预设给定频率作为输入，经速度调节，输出q轴直流参考；以所述q轴直流和所述q轴直流参考作为输入，经所述力矩调节，输出当前q轴电压；以所述q轴直流参考作为输入，依次经最大转矩电流比控制和弱磁控制，输出d轴直流参考；以所述d轴直流和所述d轴直流参考作为输入，经所述励磁调节，输出当前d轴电压。进一步地，所述控制子单元，用于以所述新d轴电压和所述新q轴电压作为输入，经由两相直流至两相交流的坐标变换，输出α轴电压和β轴电压；以所述α轴电压和所述β轴电压作为输入，经空间矢量控制，输出六路PWM信号以驱动所述逆变器，以使所述逆变器向电机的定子输出三相正弦电流。第三方面，本专利技术提供了一种电机控制系统，包括：逆变器和上述任一所述的MCU；其中，所述逆变器具有可输出的最大值。进一步地，所述电机控制系统还包括：驱动模块，用于利用PWM技术，根据所述MCU输出的六路PWM信号，有序控制六个开关管以驱动所述逆变器；以及，所述逆变器，用于经所述驱动模块驱动，向所述电机的定子输出三相正弦电流。本专利技术提供了一种电机控制方法、装置及系统，该方法包括：在无位置传感器速度闭环控制状态下，当达到预设时间间隔对应的周期性电压监控时间时，确定当前d轴电压和当前q轴电压；两者共同合成的电压矢量大于逆变器可输出的最大值时，根据当前d轴电压和当前q轴电压获得新d轴电压和新q轴电压，新d轴电压与当前d轴电压的比值等于新q轴电压与当前q轴电压的比值，新d轴电压和新q轴电压共同合成的电压矢量等于最大值；基于新d轴电压和新q轴电压对电机进行控制。FOC技术在过调制区时把电压作为对象进行处理，而非直接处理电压的作用时间，从而可控制永磁同步电机在大负载情况下能够平稳运行。故本专利技术能够提高电机控制稳定性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术一实施例提供的一种电机控制方法的流程图；图2是本专利技术一实施例提供的一种电机控制过程中状态变化的示意图；图3是本专利技术一实施例提供的一种电机控制流程的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电机控制方法，其特征在于，包括：在无位置传感器速度闭环控制状态下，当达到预设时间间隔对应的周期性电压监控时间时，确定当前d轴电压和当前q轴电压；计算所述当前d轴电压和所述当前q轴电压共同合成的当前电压矢量；判断所述当前电压矢量是否大于逆变器可输出的最大值，若是，根据所述当前d轴电压和所述当前q轴电压，获得新d轴电压和新q轴电压，其中，所述新d轴电压与所述当前d轴电压的比值等于所述新q轴电压与所述当前q轴电压的比值，且所述新d轴电压和所述新q轴电压共同合成的电压矢量等于所述最大值；基于所述新d轴电压和所述新q轴电压，对电机进行控制。

【技术特征摘要】
1.一种电机控制方法，其特征在于，包括：在无位置传感器速度闭环控制状态下，当达到预设时间间隔对应的周期性电压监控时间时，确定当前d轴电压和当前q轴电压；计算所述当前d轴电压和所述当前q轴电压共同合成的当前电压矢量；判断所述当前电压矢量是否大于逆变器可输出的最大值，若是，根据所述当前d轴电压和所述当前q轴电压，获得新d轴电压和新q轴电压，其中，所述新d轴电压与所述当前d轴电压的比值等于所述新q轴电压与所述当前q轴电压的比值，且所述新d轴电压和所述新q轴电压共同合成的电压矢量等于所述最大值；基于所述新d轴电压和所述新q轴电压，对电机进行控制。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述当前d轴电压和所述当前q轴电压共同合成的当前电压矢量，包括：利用公式一，计算所述当前d轴电压和所述当前q轴电压共同合成的当前电压矢量；所述公式一包括：其中，V*为所述当前电压矢量，Vd为所述当前d轴电压，Vq为所述当前q轴电压。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定当前d轴电压和当前q轴电压，包括：对所述电机的定子进行电流采样，以获得U相电流、V相电流和W相电流；以所述U相电流、所述V相电流和所述W相电流作为输入，经由三相交流至两相交流的转换处理，输出α轴交流和β轴交流；以所述α轴交流和所述β轴交流作为输入，经由两相交流至两相直流的坐标变换，输出q轴直流和d轴直流；以经力矩调节而输出的q轴电压、经励磁调节而输出的d轴电压、所述q轴直流和所述d轴直流作为输入，经转速估计，输出估计的转速；以所述估计的转速和预设给定频率作为输入，经速度调节，输出q轴直流参考；以所述q轴直流和所述q轴直流参考作为输入，经所述力矩调节，输出当前q轴电压；以所述q轴直流参考作为输入，依次经最大转矩电流比控制和弱磁控制，输出d轴直流参考；以所述d轴直流和所述d轴直流参考作为输入，经所述励磁调节，输出当前d轴电压。4.根据权利要求1至3中任一所述的方法，其特征在于，所述基于所述新d轴电压和所述新q轴电压，对电机进行控制，包括：以所述新d轴电压和所述新q轴电压作为输入，经由两相直流至两相交流的坐标变换，输出α轴电压和β轴电压；以所述α轴电压和所述β轴电压作为输入，经空间矢量控制，输出六路脉冲宽度调制PWM信号以驱动所述逆变器，以使所述逆变器向电机的定子输出三相正弦电流。5.一种微控制单元MCU，其特征在于，包括：确定子单元，用于在无位置传感器速度闭环控制状态下，当达到预设时间间隔对应的周期性电压监控时间时，确定当前d轴电压和当前q轴电压；计算子单元，用于计算所述当前d轴电压和所述当前q轴电压共同合成...

【专利技术属性】
技术研发人员：王声纲，潘军，杨正，朱绯，陈跃，王璠，任艳华，
申请(专利权)人：四川虹美智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51