一种永磁同步电机矢量控制方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种永磁同步电机矢量控制方法、装置及系统，方法包括：根据永磁同步电机中定子的当前相电流和当前相电压以及永磁同步电机的当前内阻，通过积分切换函数滑模观测器，确定永磁同步电机的当前反电动势；通过永磁同步电机的当前反电动势，确定永磁同步电机中转子的当前位置信息；基于永磁同步电机中转子的当前位置信息，对永磁同步电机进行矢量控制。本发明专利技术提供的永磁同步电机矢量控制方法实现简单，且不需要使用位置传感器，避免了使用传感器所带来的系统成本增加、电机体积增大、系统可靠性降低等问题。

A Vector Control Method, Device and System for Permanent Magnet Synchronous Motor

【技术实现步骤摘要】
一种永磁同步电机矢量控制方法、装置及系统
本专利技术涉及电力电子控制领域
，尤其涉及一种永磁同步电机矢量控制方法、装置及系统。
技术介绍
永磁同步电机(Permanentmagneticsynchronousmachine,PMSM)是由永磁体励磁产生同步旋转磁场的同步电机。永磁同步电机因其高效率、转矩波纹小、动态响应快等诸多优点，从民用控制领域到国防控制领域，都得到了广泛的应用。由于永磁同步电机的结构特点，在其控制中广泛采用矢量控制的方法。目前，永磁同步电机矢量控制方法多为基于传感器的矢量控制方法，即，在永磁同步电机的控制中，采用位置传感器(比如，光电编码器、旋转变压器、RVDT、电位计等)来获取永磁同步电机中转子的位置信息以进行矢量控制。然而，基于传感器的矢量控制方法因位置传感器的加入，会增加矢量控制系统的成本，增大电机的体积，降低矢量控制系统的环境适应性和可靠性。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种永磁同步电机矢量控制方法、装置及系统，用以解决现有技术中基于传感器的矢量控制方法因位置传感器的加入，导致矢量控制系统的成本增加，电机的体积增大，且矢量控制系统的环境适应性和可靠性降低的问题，其技术方案如下：一种永磁同步电机矢量控制方法，包括：根据永磁同步电机中定子的当前相电流和当前相电压以及永磁同步电机的当前内阻，通过积分切换函数滑模观测器，确定永磁同步电机的当前反电动势；通过所述永磁同步电机的当前反电动势，确定永磁同步电机中转子的当前位置信息；基于所述永磁同步电机中转子的当前位置信息，对所述永磁同步电机进行矢量控制。优选的，所述永磁同步电机的当前内阻基于上一个周期确定的、永磁同步电机的反电动势确定；所述方法还包括：根据所述永磁同步电机中定子的当前相电流和当前相电压，以及所述永磁同步电机的当前反电动势，通过自适应FIR滤波器，确定永磁同步电机的当前内阻，作为下一个周期确定永磁同步电机的反电动势的依据。优选的，所述永磁同步电机矢量控制方法还包括：根据所述永磁同步电机中转子的当前位置信息，确定永磁同步电机中转子的当前转速值；根据所述永磁同步电机中转子的当前转速值，确定永磁同步电机的电流参考量；根据所述永磁同步电机的电流参考量和永磁同步电机的当前实际电流生成脉冲宽度调制信号，其中，所述脉冲宽度调制信号用于生成所述永磁同步电机的驱动信号。优选的，所述根据所述永磁同步电机中转子的当前位置信息，确定永磁同步电机中转子的当前转速值，包括：根据所述永磁同步电机中转子的当前位置信息，利用二阶滑膜超螺旋算法，确定所述永磁同步电机中转子的当前转速值。优选的，所述根据所述永磁同步电机中转子的当前转速值，确定永磁同步电机的电流参考量，包括：通过所述永磁同步电机中转子的当前转速值和设定转速值，确定永磁同步电机的交轴电流参考值；所述根据所述永磁同步电机的电流参考量和永磁同步电机的当前实际电流生成脉冲宽度调制信号，包括：通过所述永磁同步电机的交轴电流参考值和交轴实际电流值，确定永磁同步电机的交轴控制量；通过所述永磁同步电机的直轴设定电流值和直轴实际电流值，确定永磁同步电机的直轴控制量；通过所述永磁同步电机的交轴控制量和所述永磁同步电机的直轴控制量确定永磁同步电机的最终控制量；根据所述永磁同步电机的最终控制量，生成所述脉冲宽度调制信号。一种永磁同步电机矢量控制装置，包括：积分切换函数滑模观测器、转子位置确定模块和矢量控制模块；所述积分切换函数滑模观测器，用于根据永磁同步电机中定子的当前相电流和当前相电压以及永磁同步电机的当前内阻，确定永磁同步电机的当前反电动势；所述转子位置确定模块，用于通过所述滑模观测器确定出的、所述永磁同步电机的当前反电动势，确定永磁同步电机中转子的当前位置信息；所述矢量控制模块，用于基于所述转子位置确定模块确定出的、所述永磁同步电机中转子的当前位置信息，对所述永磁同步电机进行矢量控制。优选的，所述永磁同步电机矢量控制装置还包括：自适应FIR滤波器；所述永磁同步电机的当前内阻由所述自适应FIR滤波器基于上一个周期通过所述积分切换函数滑模观测器确定的、永磁同步电机的反电动势确定；所述自适应FIR滤波器，用于通过所述永磁同步电机中定子的当前相电流和当前相电压，以及所述积分切换函数滑模观测器确定的所述永磁同步电机的当前反电动势，确定永磁同步电机的当前内阻，作为所述积分切换函数滑模观测器下一个周期确定反电动势的依据。优选的，所述永磁同步电机矢量控制装置还包括：微分器、速度控制器、电流控制器、电机控制量确定模块和空间矢量脉宽控制器；所述微分器，用于根据所述永磁同步电机中转子的当前位置信息，利用二阶滑膜超螺旋算法，确定永磁同步电机中转子的当前转速值；所述速度控制器，用于通过所述永磁同步电机中转子的当前转速值和设定转速值，确定永磁同步电机的交轴电流参考值；所述电流控制器，用于通过所述永磁同步电机的交轴电流参考值和交轴实际电流值，确定所述永磁同步电机的交轴控制量，通过永磁同步电机的直轴设定电流值和直轴实际电流值，确定永磁同步电机的直轴控制量；所述电机控制量确定模块，用于通过所述永磁同步电机的交轴控制量和所述永磁同步电机的直轴控制量确定永磁同步电机的最终控制量；所述空间矢量脉宽控制器，用于根据所述永磁同步电机的最终控制量，生成脉冲宽度调制信号，其中，所述脉冲宽度调制信号用于生成所述永磁同步电机的驱动信号。一种永磁同步电机矢量控制系统，包括：电流传感器、电压传感器以及控制器；所述电流传感器，用于采集所述永磁同步电机中定子的当前相电流；所述电压传感器，用于采集所述永磁同步电机中定子的当前相电压；所述控制器，用于根据永磁同步电机中定子的当前相电流和当前相电压以及永磁同步电机的当前内阻，通过积分切换函数滑模观测器，确定永磁同步电机的当前反电动势，通过所述永磁同步电机的当前反电动势，确定永磁同步电机中转子的当前位置信息，基于所述永磁同步电机中转子的当前位置信息，对所述永磁同步电机进行矢量控制。优选的，所述永磁同步电机的当前内阻基于上一个周期确定的、永磁同步电机的反电动势确定；所述控制器，还用于根据所述永磁同步电机中定子的当前相电流和当前相电压，以及所述永磁同步电机的当前反电动势，通过自适应FIR滤波器，确定永磁同步电机的当前内阻，作为下一个周期确定永磁同步电机的反电动势的依据。经由上述方案可知，本专利技术提供的永磁同步电机矢量控制方法、装置及系统，可根据永磁同步电机中定子的当前相电流和当前相电压以及永磁同步电机的当前内阻，通过积分切换函数滑模观测器，确定永磁同步电机的当前反电动势，然后通过永磁同步电机的当前反电动势确定永磁同步电机中转子的当前位置信息，进而基于永磁同步电机中转子的当前位置信息对永磁同步电机进行矢量控制，由此可见，本专利技术提供的永磁同步电机矢量控制方法不需要位置传感器即可实现永磁同步电机的矢量控制过程，即避免了矢量控制过程中因位置传感器的使用导致的矢量控制系统成本增加、电机体积增大，矢量控制系统的环境适应性和可靠性降低的问题，并且，本专利技术实施例提供的永磁同步电机矢量控制方法实现简单。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，下面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种永磁同步电机矢量控制方法，其特征在于，包括：根据永磁同步电机中定子的当前相电流和当前相电压以及永磁同步电机的当前内阻，通过积分切换函数滑模观测器，确定永磁同步电机的当前反电动势；通过所述永磁同步电机的当前反电动势，确定永磁同步电机中转子的当前位置信息；基于所述永磁同步电机中转子的当前位置信息，对所述永磁同步电机进行矢量控制。

【技术特征摘要】
1.一种永磁同步电机矢量控制方法，其特征在于，包括：根据永磁同步电机中定子的当前相电流和当前相电压以及永磁同步电机的当前内阻，通过积分切换函数滑模观测器，确定永磁同步电机的当前反电动势；通过所述永磁同步电机的当前反电动势，确定永磁同步电机中转子的当前位置信息；基于所述永磁同步电机中转子的当前位置信息，对所述永磁同步电机进行矢量控制。2.根据权利要求1所述的永磁同步电机矢量控制方法，其特征在于，所述永磁同步电机的当前内阻基于上一个周期确定的、永磁同步电机的反电动势确定；所述方法还包括：根据所述永磁同步电机中定子的当前相电流和当前相电压，以及所述永磁同步电机的当前反电动势，通过自适应FIR滤波器，确定永磁同步电机的当前内阻，作为下一个周期确定永磁同步电机的反电动势的依据。3.根据权利要求1或2所述的永磁同步电机矢量控制方法，其特征在于，还包括：根据所述永磁同步电机中转子的当前位置信息，确定永磁同步电机中转子的当前转速值；根据所述永磁同步电机中转子的当前转速值，确定永磁同步电机的电流参考量；根据所述永磁同步电机的电流参考量和永磁同步电机的当前实际电流生成脉冲宽度调制信号，其中，所述脉冲宽度调制信号用于生成所述永磁同步电机的驱动信号。4.根据权利要求3所述的永磁同步电机矢量控制方法，其特征在于，所述根据所述永磁同步电机中转子的当前位置信息，确定永磁同步电机中转子的当前转速值，包括：根据所述永磁同步电机中转子的当前位置信息，利用二阶滑膜超螺旋算法，确定所述永磁同步电机中转子的当前转速值。5.根据权利要求3所述的永磁同步电机矢量控制方法，其特征在于，所述根据所述永磁同步电机中转子的当前转速值，确定永磁同步电机的电流参考量，包括：通过所述永磁同步电机中转子的当前转速值和设定转速值，确定永磁同步电机的交轴电流参考值；所述根据所述永磁同步电机的电流参考量和永磁同步电机的当前实际电流生成脉冲宽度调制信号，包括：通过所述永磁同步电机的交轴电流参考值和交轴实际电流值，确定永磁同步电机的交轴控制量；通过所述永磁同步电机的直轴设定电流值和直轴实际电流值，确定永磁同步电机的直轴控制量；通过所述永磁同步电机的交轴控制量和所述永磁同步电机的直轴控制量确定永磁同步电机的最终控制量；根据所述永磁同步电机的最终控制量，生成所述脉冲宽度调制信号。6.一种永磁同步电机矢量控制装置，其特征在于，包括：积分切换函数滑模观测器、转子位置确定模块和矢量控制模块；所述积分切换函数滑模观测器，根据永磁同步电机中定子的当前相电流和当前相电压以及永磁同步电机的当前内阻，确定永磁同步电机的当前反电动势；所述转子位置确定模块，用于通过所述滑模观测器确定出的、所述永磁同步电机的当前反电动势，确定永磁同步...

【专利技术属性】
技术研发人员：裴培，
申请(专利权)人：北京润科通用技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11