永磁同步电机的控制方法、装置、存储介质及终端制造方法及图纸

本发明专利技术提供永磁同步电机的控制方法、装置、存储介质及终端。所述方法包括：建立永磁同步电机的转矩方程；基于所述转矩方程，获得永磁同步电机向左的恒转矩方向；建立永磁同步电机的电流代价函数，以获得电流下降梯度；计算所述电流下降梯度与所述向左的恒转矩方向的数量积，以获取电机运行点的位置；根据所述电机运行点的位置计算获得电流补偿值，用于执行电机的最大转矩电流比控制。本发明专利技术方案能够自动调整永磁同步电机到当前负载所对应的最大转矩电流比轨迹运行点，减小电机铜耗并提高电机的运行效率，并且有效减少了计算量，提高了运行速度和动态响应能力。

【技术实现步骤摘要】
永磁同步电机的控制方法、装置、存储介质及终端
本专利技术涉及永磁同步电机控制领域，特别是涉及永磁同步电机的控制方法、装置、存储介质及终端。
技术介绍
永磁同步电机具有结构简单、体积小、效率高、功率因数高等优点。近年来，随着高性能永磁材料的不断研究与应用，永磁同步电机在航空航天、医疗器械、新能源电动汽车等领域得到了广泛的应用。其中，内置式永磁同步电机由于永磁体埋于转子内部，导致转子磁路不对称，可充分利用其磁阻转矩来提高内置式永磁同步电机的带载能力。其中最大转矩电流比(MTPA)控制通过在输出电磁转矩相同的条件下使定子电流幅值最小，减小铜耗，提高电机的运行效率。最大转矩电流比控制方法中有公式法、查表法、曲线拟合法等。上述几种最大转矩电流比控制方法在实现过程中存在缺陷，主要有：(1)公式法在实际控制过程中存在复杂的公式，需依赖精确的电机参数，在运行过程中电机参数会不可避免地发生变化，且对硬件要求较高，所以纯粹的公式法应用受到限制。(2)查表法需要进行实验测试，归纳出参数表，因此移植性和通用性差。(3)曲线拟合法的运行效果会受拟合函数阶次的影响，阶次越高拟合效果越好，但是会占用计算资源。因此，针对现有技术的缺陷，亟待出现一种新型的最大转矩电流比控制方案，使内置式永磁同步电机实时精确地调整到当前运行状况下最大转矩电流比的控制点。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供永磁同步电机的控制方法、装置、存储介质及终端，用于解决现有技术中的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术的第一方面提供一种永磁同步电机的控制方法，包括建立永磁同步电机的转矩方程；基于所述转矩方程，获得永磁同步电机向左的恒转矩方向；建立永磁同步电机的电流代价函数，以获得电流下降梯度；计算所述电流下降梯度与所述向左的恒转矩方向的数量积，以获取电机运行点的位置；根据所述电机运行点的位置计算获得电流补偿值，用于执行电机的最大转矩电流比控制。于本专利技术的第一方面的一些实施例中，所述永磁同步电机的向左的恒转矩方向表示为：其中，pn表示电机的极对数，Ld和Lq分别表示d-q旋转坐标系下定子绕组电感的d轴和q轴分量，id和iq分别表示d-q旋转坐标系下定子绕组电流的d轴和q轴分量，ψf表示转子磁链。于本专利技术的第一方面的一些实施例中，所述电流代价函数包括：其中，id和iq分别表示d-q旋转坐标系下定子绕组电流的d轴和q轴分量，is表示电机定子电流。于本专利技术的第一方面的一些实施例中，所述电流下降梯度包括：其中，F表示电流代价函数，id和iq分别表示d-q旋转坐标系下定子绕组电流的d轴和q轴分量。于本专利技术的第一方面的一些实施例中，所述获取电机运行点的位置的方法包括：当所述数量积大于零时，电机运行点位于最大转矩电流比轨迹的上方；当所述数量积小于零时，电机运行点位于最大转矩电流比轨迹的下方；当所述数量积等于零时，电机运行点位于最大转矩电流比轨迹上。于本专利技术的第一方面的一些实施例中，所述获得电流补偿值的方法包括：其中，V表示所述数量积，α表示电流补偿值的增益系数，(td，tq)表示所述永磁同步电机的向左的恒转矩方向。于本专利技术的第一方面的一些实施例中，所述电流补偿值中直轴分量id*和交轴分量iq*的关系表示为：其中，Ld和Lq分别表示d-q旋转坐标系下定子绕组电感的d轴和q轴分量，ψf表示转子磁链。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术的第二方面提供一种永磁同步电机的控制装置，包括：电机转矩方程模块，用于建立永磁同步电机的转矩方程；恒转矩方向模块，基于所述转矩方程，获得永磁同步电机向左的恒转矩方向；电流下降梯度模块，用于建立永磁同步电机的电流代价函数，以获得电流下降梯度；电机运行点位置模块，用于计算所述电流下降梯度与所述向左的恒转矩方向的数量积，以获取电机运行点的位置；电流补偿模块，根据所述电机运行点的位置进行计算获得电流补偿值，用于执行电机的最大转矩电流比控制。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术的第三方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述永磁同步电机的控制方法。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术的第四方面提供一种电子终端，包括：处理器及存储器；所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述终端执行所述永磁同步电机的控制方法。如上所述，本专利技术涉及的永磁同步电机的控制方法、装置、存储介质及终端，解决了现有最大转矩电流比控制算法复杂、移植性差、收敛慢等问题，具有如下有益效果：(1)本专利技术中的永磁同步电机的控制方法，通过电流下降梯度与向左的恒转矩方向实时判断电机是否运行在最大转矩电流比轨迹控制点，若偏离最大转矩电流比轨迹控制点则进行电流补偿，否则无需进行电流补偿。当电机所带负载发生改变时，该算法能够自动调整到当前负载所对应的最大转矩电流比轨迹运行点，不受运行工况的影响，具有良好的动态响应特性。(2)本专利技术的控制方法和公式法相比，有效减少了计算量，提高了运行速度；与查表法相比，无需预先制表，减少了工作量；和虚拟信号注入法相比，不需要额外的信号注入，提高了动态响应。附图说明图1显示为本专利技术一实施例中永磁同步电机的控制方法流程示意图。图2显示为本专利技术一实施例中电机定子电流关系示意图。图3显示为本专利技术一实施例中电机运行点位置示意图。图4显示为本专利技术一实施例中永磁同步电机MTPA控制系统结构框图。图5显示为本专利技术一实施例中基于梯度下降法电流补偿的交直轴电流给定值示意图。图6显示为本专利技术一实施例中永磁同步电机的控制装置结构示意图。图7显示为本专利技术一实施例中电子终端的结构示意图。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。需要说明的是，在下述描述中，参考附图，附图描述了本专利技术的若干实施例。应当理解，还可使用其他实施例，并且可以在不背离本专利技术的精神和范围的情况下进行机械组成、结构、电气以及操作上的改变。下面的详细描述不应该被认为是限制性的，并且本专利技术的实施例的范围仅由公布的专利的权利要求书所限定。这里使用的术语仅是为了描述特定实施例，而并非旨在限制本专利技术。空间相关的术语，例如“上”、“下”、“左”、“右”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等，可在文中使用以便于说明图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种永磁同步电机的控制方法，其特征在于，包括：/n建立永磁同步电机的转矩方程；/n基于所述转矩方程，获得永磁同步电机向左的恒转矩方向；/n建立永磁同步电机的电流代价函数，以获得电流下降梯度；/n计算所述电流下降梯度与所述向左的恒转矩方向的数量积，以获取电机运行点的位置；/n根据所述电机运行点的位置计算获得电流补偿值，用于执行电机的最大转矩电流比控制。/n

【技术特征摘要】
1.一种永磁同步电机的控制方法，其特征在于，包括：
建立永磁同步电机的转矩方程；
基于所述转矩方程，获得永磁同步电机向左的恒转矩方向；
建立永磁同步电机的电流代价函数，以获得电流下降梯度；
计算所述电流下降梯度与所述向左的恒转矩方向的数量积，以获取电机运行点的位置；
根据所述电机运行点的位置计算获得电流补偿值，用于执行电机的最大转矩电流比控制。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述永磁同步电机的向左的恒转矩方向表示为：



其中，pn表示电机的极对数，Ld和Lq分别表示d-q旋转坐标系下定子绕组电感的d轴和q轴分量，id和iq分别表示d-q旋转坐标系下定子绕组电流的d轴和q轴分量，ψf表示转子磁链。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电流代价函数包括：



其中，id和iq分别表示d-q旋转坐标系下定子绕组电流的d轴和q轴分量，is表示电机定子电流。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电流下降梯度包括：



其中，F表示电流代价函数，id和iq分别表示d-q旋转坐标系下定子绕组电流的d轴和q轴分量。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取电机运行点的位置的方法包括：
当所述数量积大于零时，电机运行点位于最大转矩电流比轨迹的上方；
当所述数量积小于零时，电机运行点位于最大转矩电流比轨迹的下方；
当所述数量积等于零时，电机运行点位于最大转矩电流比...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖志明，史军伟，郭敬东，张葆华，林国斌，李枝亮，张辉，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海;31