一种电机控制系统及控制方法技术方案

本申请涉及一种电机控制系统及控制方法，其中控制方法包括：获取电机的电机转速采样值、电机转速目标值及电机运行时的参数信息；在电机转速目标值超过预设转速时，根据电机转速采样值以及电机转速目标值得到与电机的直轴对应的第一直轴目标电压；预设转速是电机在不进行弱磁控制时的最大转速；根据参数信息确定电机的负载信息；根据负载信息确定与电机的交轴对应的第一交轴目标电压；向电机输出第一直轴目标电压以及第一交轴目标电压。本申请可以根据不同的参数信息，得到不同的负载状态，进而对电机采用对应的控制策略，实现电机带载能力、运行效率和直流母线电压利用率三个性能指标的平衡，使电机的性能能够得到更好的发挥。

【技术实现步骤摘要】
一种电机控制系统及控制方法
本申请涉及电机控制
，尤其涉及一种电机控制系统及控制方法。
技术介绍
永磁同步电机的转子采用永磁体产生磁链，具有高功率密度、结构简单、效率高的优点，在工业的各个领域中都有着广泛的应用。尤其在家用空调产品中，采用永磁同步电机驱动压缩机已成为了当今的主流。但由于永磁体产生的磁链为恒值，其调速性能受到了制约，因此弱磁控制技术的研究对永磁同步电机的应用具有重要的意义。具体的，永磁同步电机，在满足一定的逆变器电压、电流限制条件下，通过减弱电机磁场使电机运行于额定转速之上的控制方式即为弱磁控制。弱磁控制可以拓宽永磁同步电机的调速范围。目前应用最为广泛的弱磁控制方法主要有：1、基于电流超前角的弱磁方式，该方式在深度弱磁时易产生电流振荡，导致电机失控。并且依赖电机参数，电机损耗较大；2、基于单电流调节的q轴电压调节方式，该方式通常采用单一方式，不能根据工况需要综合电机的带载能力、运行效率和直流母线电压利用率。针对相关技术中存在的诸多技术问题，目前尚未提供有效的解决方案。
技术实现思路
为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本申请提供了一种电机控制系统及控制方法。第一方面，本申请实施例提供了一种电机控制系统，包括：单电流调节器和电机转速获取装置；所述单电流调节器包括：直轴电压输出模块和交轴电压输出模块；所述交轴电压输出模块包括：传感数据采集子模块、负载识别子模块和交轴电压调制子模块；所述电机转速获取装置用于获取电机转速采样值以及电机转速目标值；所述直轴电压输出模块的输入端连至所述电机转速获取装置，用于根据所述电机转速采样值以及电机转速目标值得到直轴目标电压；所述直轴电压输出模块的输出端与电机电连接，用于向所述电机的直轴输出所述直轴目标电压；所述传感数据采集子模块用于测量所述电机运行的参数信息；所述负载识别子模块与所述传感数据采集子模块电连接，用于根据所述参数信息得到所述电机的负载信息；所述交轴电压调制子模块与所述负载识别子模块电连接，用于根据所述负载信息得到交轴目标电压，并向所述电机的交轴输出所述交轴目标电压。可选的，如前述的电机控制系统，还包括：弱磁控制切换装置和双电流调节器；所述双电流调节器输入端连至所述电机转速获取装置；所述弱磁控制切换装置输入端分别与所述双电流调节器和单电流调节器电连接，用于根据所述电机转速目标值在所述双电流调节器和单电流调节器之间进行切换；所述弱磁控制切换装置的输出端与所述电机电连接。可选的，如前述的电机控制系统，所述直轴电压输出模块包括：第一PI调节器、第二PI调节器和比较器；所述第一PI调节器、比较器和第二PI调节器依次相互串联；所述第一PI调节器用于根据所述电机转速采样值以及电机转速目标值得到直轴目标电流，并将所述直轴目标电流传输至所述比较器；所述比较器用于根据所述直轴的采样直轴电流以及所述直轴目标电流得到直轴电流差值；所述第二PI调节器用于根据所述直轴电流差值得到所述直轴目标电压。可选的，如前述的电机控制系统，所述传感数据采集模块包括：温度采集单元、湿度采集单元和电机信息获取单元。第二方面，本申请实施例提供了一种电机控制方法，包括：获取电机的电机转速采样值、电机转速目标值及所述电机运行时的参数信息；在所述电机转速目标值超过预设转速时，根据所述电机转速采样值以及电机转速目标值得到与所述电机的直轴对应的第一直轴目标电压；所述预设转速是所述电机在不进行弱磁控制时的最大转速；根据所述参数信息确定所述电机的负载信息；根据所述负载信息确定与所述电机的交轴对应的第一交轴目标电压；向所述电机输出所述第一直轴目标电压以及所述第一交轴目标电压。可选的，如前述的电机控制方法，所述根据所述负载信息确定与所述电机的交轴对应的第一交轴目标电压，包括：确定所述电机对应的电压极限椭圆、电流极限圆以及交轴电流与直轴电流之间的关系函数；其中，所述关系函数的自变量为直轴电流、因变量为交轴电流；根据所述电压极限椭圆以及电流极限圆确定所述电机的可弱磁范围；根据所述关系函数以及可弱磁范围确定与所述负载信息对应的所述第一交轴目标电压。可选的，如前述的电机控制方法还包括：在所述负载信息满足第一负载状态时，根据下式得到所述第一交轴目标电压uq：其中，usmax为直流母线最大可利用电压，ud为所述第一直轴电压目标值。可选的，如前述的电机控制方法根据所述关系函数以及可弱磁范围确定与所述负载信息对应的第一交轴目标电压，包括：确定与所述负载信息对应的恒转矩曲线；在所述负载信息满足第二负载状态时，获取与交轴给定电压对应的多个候选交轴给定电压值，得到所述候选交轴给定电压值与所述候选关系函数之间的对应关系；其中，所述关系函数中的参数包括交轴给定电压；确定每个所述候选关系函数与所述恒转矩曲线的第一交点；其中，所述第一交点的坐标值分别为直轴电流分量和交轴电流分量；在所有所述第一交点中确定在所述可弱磁范围内的候选交点；根据所述直轴电流分量以及交轴电流分量计算所述候选交点对应的定子电流；根据最小的所述定子电流对应的所述候选交点得到目标交点；根据包含所述目标交点的关系函数所对应的所述候选交轴给定电压值得到所述第一交轴目标电压。可选的，如前述的电机控制方法，根据所述关系函数以及可弱磁范围确定与所述负载信息对应的第一交轴目标电压，包括：在所述负载信息满足第三负载状态时，确定所述电压极限椭圆与电流极限圆在所述可弱磁范围上的第二交点；确定穿过所述第二交点的目标关系函数，并确定所述目标关系函数对应的交轴给定电压；根据所述交轴给定电压得到所述第一交轴目标电压。可选的，如前述的电机控制方法，所述根据所述电机转速采样值以及电机转速目标值得到与所述电机的直轴对应的第一直轴目标电压，包括：根据所述电机转速采样值以及电机转速目标值得到电机转速差值，根据所述电机转速差值得到直轴目标电流；对所述电机进行相电流采集得到直轴采样电流；根据所述直轴目标电流以及直轴采样电流，得到直轴电流差值；根据所述直轴电流差值得到所述第一直轴目标电压。第三方面，本申请实施例提供了一种电机控制装置，包括：获取模块，用于获取电机的电机转速采样值、电机转速目标值及所述电机运行时的参数信息；第一电压确定模块，用于在所述电机转速目标值超过预设转速时，根据所述电机转速采样值以及电机转速目标值得到与所述电机的直轴对应的第一直轴目标电压；所述预设转速是所述电机在不进行弱磁控制时的最大转速；负载模块，用于根据所述参数信息确定所述电机的负载信息；第二电压确定模块，用于根据所述负载信息确定与所述电机的交轴对应的第一交轴目标电压；输出模块，用于向本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电机控制系统，其特征在于，包括：单电流调节器(1)和电机转速获取装置(2)；/n所述单电流调节器(1)包括：直轴电压输出模块(11)和交轴电压输出模块(12)；所述交轴电压输出模块(12)包括：传感数据采集子模块(121)、负载识别子模块(122)和交轴电压调制子模块(123)；/n所述电机转速获取装置(2)用于获取电机转速采样值以及电机转速目标值；/n所述直轴电压输出模块(11)的输入端连至所述电机转速获取装置(2)，用于根据所述电机转速采样值以及电机转速目标值得到直轴目标电压；/n所述直轴电压输出模块(11)的输出端与电机电连接，用于向所述电机的直轴输出所述直轴目标电压；/n所述传感数据采集子模块(121)用于测量所述电机运行的参数信息；/n所述负载识别子模块(122)与所述传感数据采集子模块(121)电连接，用于根据所述参数信息得到所述电机的负载信息；/n所述交轴电压调制子模块(123)与所述负载识别子模块(122)电连接，用于根据所述负载信息得到交轴目标电压，并向所述电机的交轴输出所述交轴目标电压。/n

【技术特征摘要】
1.一种电机控制系统，其特征在于，包括：单电流调节器(1)和电机转速获取装置(2)；
所述单电流调节器(1)包括：直轴电压输出模块(11)和交轴电压输出模块(12)；所述交轴电压输出模块(12)包括：传感数据采集子模块(121)、负载识别子模块(122)和交轴电压调制子模块(123)；
所述电机转速获取装置(2)用于获取电机转速采样值以及电机转速目标值；
所述直轴电压输出模块(11)的输入端连至所述电机转速获取装置(2)，用于根据所述电机转速采样值以及电机转速目标值得到直轴目标电压；
所述直轴电压输出模块(11)的输出端与电机电连接，用于向所述电机的直轴输出所述直轴目标电压；
所述传感数据采集子模块(121)用于测量所述电机运行的参数信息；
所述负载识别子模块(122)与所述传感数据采集子模块(121)电连接，用于根据所述参数信息得到所述电机的负载信息；
所述交轴电压调制子模块(123)与所述负载识别子模块(122)电连接，用于根据所述负载信息得到交轴目标电压，并向所述电机的交轴输出所述交轴目标电压。


2.根据权利要求1所述的电机控制系统，其特征在于，还包括：弱磁控制切换装置(3)和双电流调节器(4)；
所述双电流调节器(4)的输入端连至所述电机转速获取装置(2)；
所述弱磁控制切换装置(3)输入端分别与所述双电流调节器(4)和单电流调节器(1)电连接，用于根据所述电机转速目标值在所述双电流调节器(4)和单电流调节器(1)之间进行切换；
所述弱磁控制切换装置(3)的输出端与所述电机电连接。


3.根据权利要求1所述的电机控制系统，其特征在于，所述直轴电压输出模块(11)包括：第一PI调节器(111)、第二PI调节器(112)和比较器(113)；
所述第一PI调节器(111)、比较器(113)和第二PI调节器(112)依次相互串联；
所述第一PI调节器(111)用于根据所述电机转速采样值以及电机转速目标值得到直轴目标电流，并将所述直轴目标电流传输至所述比较器(113)；
所述比较器(113)用于根据所述直轴的采样直轴电流以及所述直轴目标电流得到直轴电流差值；
所述第二PI调节器(112)用于根据所述直轴电流差值得到所述直轴目标电压。


4.根据权利要求3所述的电机控制系统，其特征在于，所述传感数据采集模块(121)包括：温度采集单元、湿度采集单元和电机信息获取单元。


5.一种电机控制方法，其特征在于，包括：
获取电机的电机转速采样值、电机转速目标值及所述电机运行时的参数信息；
在所述电机转速目标值超过预设转速时，根据所述电机转速采样值以及电机转速目标值得到与所述电机的直轴对应的第一直轴目标电压；所述预设转速是所述电机在不进行弱磁控制时的最大转速；
根据所述参数信息确定所述电机的负载信息；
根据所述负载信息确定与所述电机的交轴对应的第一交轴目标电压；
向所述电机输出所述第一直轴目标电压以及所述第一交轴目标电压。


6.根据权利要求5所述的电机控制方法，其特征在于，所述根据所述负载信息确定与所述电机的交轴对应的第一交轴目标电压，包括：
确定所述电机对应的电压极限椭圆、电流极限圆以及交轴电流与直轴电流之间的关系函数；其中，所述关系函数的自变量为直轴电流、因变量为交轴电流；
根据所述电压极限椭圆以及电流极限圆确定所述电机的可弱磁范围；
根据所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张高廷，邝超洪，张嘉鑫，周琛，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44