一种永磁同步电机变磁通的控制系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种永磁同步电机变磁通的控制系统，控制系统包括：与永磁同步电机连接的电流调理电路；设置在永磁同步电机对应位置的电机转速的转速分析仪；与电流调理电路、转速分析仪分别连接的磁链观测器；与磁链观测器、转速分析仪分别连接的处理器，与永磁同步电机的供电电路、处理器分别连接的充去磁变换器。本实用新型专利技术实施例通过获取永磁同步电机的电机转速和电流值，并根据电机转速和电流值确认永磁同步电机的各个磁钢的磁化方向，根据电机转速和磁化方向确认是否需要进行充去磁，在需要进行充去磁时，生成直轴脉冲电流实现对磁钢的充去磁，实时改变电机内部磁场的强弱，可以在不通弱磁电流的情况下扩展电机的转速范围。

A Variable Flux Control System for Permanent Magnet Synchronous Motor

The utility model relates to a variable flux control system of a permanent magnet synchronous motor, which comprises a current conditioning circuit connected with the permanent magnet synchronous motor, a speed analyzer set at the corresponding position of the permanent magnet synchronous motor, a flux observer connected separately with the current conditioning circuit and the speed analyzer, and a processing connected separately with the flux observer and the speed analyzer. The utility model comprises a charged and demagnetized converter connected with the power supply circuit and the processor of the permanent magnet synchronous motor respectively. The embodiment of the utility model obtains the motor speed and current value of the permanent magnet synchronous motor, confirms the magnetization direction of each magnet of the permanent magnet synchronous motor according to the motor speed and current value, confirms the need for magnetization and demagnetization according to the motor speed and magnetization direction, generates a straight-axis pulse current to realize magnetization and demagnetization of the magnet, and changes the magnet in real time. The strength of the partial magnetic field can extend the speed range of the motor without weakening the magnetic current.

【技术实现步骤摘要】
一种永磁同步电机变磁通的控制系统
本技术涉及永磁同步电机
，尤其涉及一种永磁同步电机变磁通的控制系统。
技术介绍
近年来新能源汽车用驱动电机多采用内置式永磁同步电机(IPMSM)，该电机具有功率密度高、机械特性好、转速范围较高的优点，在电动汽车驱动系统中得到了广泛的关注和应用。然而内置式永磁同步电机直轴电感通常小于交轴电感，为利用磁阻转矩和实现弱磁控制，电流轨迹位于第二象限，电流始终含有弱磁分量，从而额外增加损耗并且磁钢利用率较低。另外电机在进入到高速阶段后，还需要通过增大直轴去磁电流分量对电机进行弱磁，以控制电机端电压不超过逆变器电压的限定值，此时较大的弱磁电流使得电机的铜耗增大，导致电机的效率降低，并且由于逆变器功率等级的限制，电流也有一个限定值，导致电机的弱磁程度受到限制，速度可调节范围窄。现有技术中提出机械调磁型永磁同步电机，利用机械调磁装置改变电机内部磁场的强弱，从而减小高速时的弱磁电流，提高电机工作效率，但机械调磁型永磁电机的调磁装置比较复杂，并在一定程度上增大了整个电机的体积和重量，故不利于提高电机的功率密度和效率。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的问题，本技术的至少一个实施例提供了一种永磁同步电机变磁通的控制系统。第一方面，本技术实施例提供了一种永磁同步电机变磁通的控制系统，所述永磁同步电机的转子永磁体包括多个磁钢，所述磁钢包括至少一个采用低矫顽力永磁材料制成的充去磁磁钢；所述控制系统包括：与所述永磁同步电机连接用于获取永磁同步电机的电流值的电流调理电路；设置在所述永磁同步电机对应位置用于检测所述永磁同步电机的电机转速的转速分析仪；与所述电流调理电路、所述转速分析仪分别连接的磁链观测器，所述磁链观测器根据所述电流值和所述电机转速确认各个所述磁钢的磁化方向；与所述磁链观测器、所述转速分析仪分别连接的处理器，所述处理器根据所述电机转速和各个所述磁钢的磁化方向确认是否对所述充去磁磁钢充去磁；与所述永磁同步电机的供电电路、所述处理器分别连接的充去磁变换器。基于上述技术方案，本技术实施例还可以做出如下改进。结合第一方面，在本技术的第一种实施例中，所述处理器包括：判断器和计算器；所述判断器分别与所述流调理电路、所述转速分析仪、所述计算器连接；所述计算器与所述充去磁变换器连接。结合第一方面的第一种实施例，在本技术的第二种实施例中，所述转速分析仪包括：位置传感器和速度分析器；所述位置传感器与所述速度分析器连接；所述速度分析器分别与所述磁链观测器、所述处理器连接。结合第一方面或第一方面的第一或第二种实施例，在本技术的第三种实施例中，所述充去磁变换器包括：脉冲电流激发器和函数发生器；所述处理器、脉冲电流激发器、函数发生器、所述永磁同步电机的供电电路依次连接。结合第一方面的第三种实施例，在第一方面的第四种实施例中，所述控制系统还包括：逆变器、速度调节器和驱动电路；所述转速分析仪、所述速度调节器、所述驱动电路、所述逆变器、所述永磁同步电机的供电电路、永磁同步电机依次连接。本技术的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：本技术实施例通过获取永磁同步电机的电机转速和电流值，并根据电机转速和电流值确认永磁同步电机的各个磁钢的磁化方向，根据电机转速和磁化方向确认是否需要进行充去磁，在需要进行充去磁时，生成直轴脉冲电流实现对磁钢的充去磁，实时改变电机内部磁场的强弱，可以在不通弱磁电流的情况下扩展电机的转速范围。附图说明图1是本技术实施例提供的一种永磁同步电机变磁通的控制方法流程示意图；图2是本技术另一实施例提供的一种永磁同步电机变磁通的控制方法流程示意图；图3是本技术又一实施例提供的一种永磁同步电机变磁通的控制方法流程示意图其一；图4是本技术又一实施例提供的一种永磁同步电机变磁通的控制方法流程示意图其二；图5是本技术又一实施例提供的一种永磁同步电机变磁通的控制系统结构示意图。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。如图1所示，本技术实施例提供的一种永磁同步电机变磁通的控制方法。永磁同步电机的转子永磁体包括多个磁钢，磁钢包括至少一个采用低矫顽力永磁材料制成的充去磁磁钢。永磁同步电机是由永磁体励磁产生同步旋转磁场的同步电机，永磁体作为转子产生旋转磁场，三相定子绕组在旋转磁场作用下通过电枢反应，感应三相对称电流，其中，永磁同步电机的转子可以是任意数量的磁钢按照，磁钢用于产生磁场，由于不同矫顽力的永磁材料制成的磁钢的磁化方向的稳定性不同，而且还会因为磁钢的厚度发生变化，在本实施例中，永磁同步电机的转子采用至少一种低矫顽力制成的磁钢组成，矫顽力是指磁性材料在饱和磁化后，当外磁场退回到零时其磁感应强度并不退到零，只有在原磁化场相反方向加上一定大小的磁场才能使磁感应强度退回到零，该磁场称为矫顽磁场，又称矫顽力，比如铝镍钴永磁体，相较于铝镍钴永磁体，矫顽力较高的永磁体为钕铁硼永磁体，矫顽力较高的永磁体的铁磁电流较高，正常状态下不会出现退磁的情况。永磁同步电机变磁通的控制方法包括：S11、获取永磁同步电机的电机转速和电流值。在本实施例中，获取永磁同步电机的电机转速可通过转速测量装置或者位置检测装置获得，通过为止检测装置获得还需经过计算才可得到转速，而永磁同步电机的电流值可通过电流检测装置获取，其中电流值包括：逆变器将直流电源逆变而来的三相交流电和施加的为了产生短时直轴脉冲电流的交流电，将该电流值变换为直流电，分别为供电电流值和直轴脉冲电流值。在本实施例中，获取电机转速的方法包括：获取永磁同步电机的转子位置，对转子位置进行微分处理得到永磁同步电机的电机转速。获取永磁同步电机的电流值的方法包括：获取永磁同步电机的绕组电流值，根据绕组电流值得到供电电流值和直轴脉冲电流。S12、根据电流值和电机转速得到各个磁钢的磁化方向。在本实施例中，可通过磁链观测器对电流值和电机转速进行分析得到各个磁钢的磁化方向，其中矫顽力较高的永磁材料制成的磁钢的磁化方向不会轻易发生改变，而矫顽力较弱的永磁材料制成的磁钢会在使用过程中出现退磁情况，导致磁化方向发生变化，导致电机无法在较大转速范围运转。S13、根据永磁同步电机的电机转速和各个磁钢的磁化方向确认是否对充去磁磁钢充去磁。在本实施例中，在各个磁钢的磁化方向一致时，磁钢对电机的气隙永磁通的作用是增强，此时，若电机转速小于预设范围的最小值，则需要对充去磁磁钢进行充磁，使得电机转速还可以继续下降，提高电机的转速下限，在各个磁钢的磁化方向不一致时，磁钢对电机的气隙永磁通的作用是减弱，此时，若电机转速大于预设范围的最大值，则需要对充去磁磁钢进行去磁，使得电机转速还可以继续上升，提供电机的转速上限，在电机转速在预设范围内时，不需要对磁钢进行充去磁，所以在本实施例中，根据磁钢的磁化方向和电机转速判断是否需要进行充去磁。具体的，确认是否对充去磁磁钢本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种永磁同步电机变磁通的控制系统，所述永磁同步电机的转子永磁体包括多个磁钢，所述磁钢包括至少一个采用低矫顽力永磁材料制成的充去磁磁钢；其特征在于，所述控制系统包括：与所述永磁同步电机连接用于获取永磁同步电机的电流值的电流调理电路；设置在所述永磁同步电机对应位置用于检测所述永磁同步电机的电机转速的转速分析仪；与所述电流调理电路、所述转速分析仪分别连接的磁链观测器，所述磁链观测器根据所述电流值和所述电机转速确认各个所述磁钢的磁化方向；与所述磁链观测器、所述转速分析仪分别连接的处理器，所述处理器根据所述电机转速和各个所述磁钢的磁化方向确认是否对所述充去磁磁钢充去磁；与所述永磁同步电机的供电电路、所述处理器分别连接的充去磁变换器。

【技术特征摘要】
1.一种永磁同步电机变磁通的控制系统，所述永磁同步电机的转子永磁体包括多个磁钢，所述磁钢包括至少一个采用低矫顽力永磁材料制成的充去磁磁钢；其特征在于，所述控制系统包括：与所述永磁同步电机连接用于获取永磁同步电机的电流值的电流调理电路；设置在所述永磁同步电机对应位置用于检测所述永磁同步电机的电机转速的转速分析仪；与所述电流调理电路、所述转速分析仪分别连接的磁链观测器，所述磁链观测器根据所述电流值和所述电机转速确认各个所述磁钢的磁化方向；与所述磁链观测器、所述转速分析仪分别连接的处理器，所述处理器根据所述电机转速和各个所述磁钢的磁化方向确认是否对所述充去磁磁钢充去磁；与所述永磁同步电机的供电电路、所述处理器分别连接的充去磁变换器。2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述处...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘玲，周博，曹巍，刘靖，罗惠芳，王大号，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44