本申请属于电机控制技术领域，具体涉及一种高速永磁同步电机数字控制方法及装置。该方法包括步骤S1、对三相电流信号、转速信号及位置信号进行采样；步骤S2、对采样的三相电流信号进行Clark变换后再进行Park变换，获得旋转正交坐标系下的dq轴电流；步骤S3、对永磁同步电机分别进行转速及电流的闭环矢量控制，并输出dq轴电压控制信号；步骤S4、基于预设的延时时间计算因该延时导致的电机转过的角度；步骤S5、基于所述角度修正dq轴电压控制信号；步骤S6、基于修正后的dq轴电压控制信号进行反Park变换，获得两相静止坐标系下的参考电压；步骤S7、基于所述参考电压对永磁同步电机的逆变器进行控制。本申请著改善了高速永磁电机的运行特性。特性。特性。
【技术实现步骤摘要】
一种高速永磁同步电机数字控制方法及装置
[0001]本申请属于电机控制
，具体涉及一种高速永磁同步电机数字控制方法及装置。
技术介绍
[0002]永磁同步电机以其优异的功重比与效率、平稳的转矩脉动，在绿色航空电驱动领域有很大的应用前景。永磁同步电机是一个非线性强耦合的系统，需要对其位置与电流信号进行精确实时的采集与处理，采用双闭环的方式输出电压控制信号，并经SVPWM调制机构输出PWM脉冲信号，控制逆变器开关管，通常采用数字控制系统实现。永磁同步电机数字控制系统的载波比对控制性能影响很大，当电机高速运行时，载波比较低，此时系统的控制时延会导致施加在电机上的真实dq电压与目标输出电压之间产生偏移，从而影响矢量控制的解耦性。
技术实现思路
[0003]为了解决上述问题，本申请提供了一种高速永磁同步电机数字控制方法及装置，通过对电机控制延迟进行估算，并在2r/2s坐标变换中对角度进行补偿，以改善永磁电机高速运行时的闭环解耦性能。
[0004]本申请第一方面提供了一种高速永磁同步电机数字控制方法，主要包括：
[0005]步骤S1、对三相电流信号、转速信号及位置信号进行采样；
[0006]步骤S2、对采样的三相电流信号进行Clark变换后再进行Park变换，获得旋转正交坐标系下的dq轴电流；
[0007]步骤S3、对永磁同步电机分别进行转速及电流的闭环矢量控制，并输出dq轴电压控制信号；
[0008]步骤S4、基于预设的延时时间计算因该延时导致的电机转过的角度，该角度为电机当前时刻的理论角度与获取的当前时刻的采集的角度的差值；
[0009]步骤S5、基于所述角度修正dq轴电压控制信号；
[0010]步骤S6、基于修正后的dq轴电压控制信号进行反Park变换，获得两相静止坐标系下的参考电压；
[0011]步骤S7、基于所述参考电压对永磁同步电机的逆变器进行控制。
[0012]优选的是，步骤S4中，所述预设的延时时间为1.5个控制周期。
[0013]优选的是，步骤S4中，电机转过的角度Δθ
e
为：
[0014]Δθ
e
＝ω
e
(k)Δt；
[0015]其中，ω
e
(k)为k时刻的转速信号，Δt为预设的延时时间。
[0016]优选的是，步骤S5中，修正dq轴电压控制信号包括：
[0017]u
d*
[k]＝u
d
[k]cos(Δθ
e
)
‑
u
q
[k]sin(Δθ
e
)
[0018]u
q*
[k]＝u
d
[k]sin(Δθ
e
)+u
q
[k]cos(Δθ
e
)；
[0019]其中，u
d
[k]、u
q
[k]为修正前的k时刻dq轴电压控制信号，u
d*
[k]、u
q*
[k]为修正后的k时刻dq轴电压控制信号。
[0020]优选的是，步骤S7进一步包括：
[0021]对所述参考电压进行七段式SVPWM调制，获得6路PWM信号，并基于PWM信号对逆变器进行控制。
[0022]本申请第二方面提供了一种高速永磁同步电机数字控制装置，主要包括：
[0023]采样模块，用于对三相电流信号、转速信号及位置信号进行采样；
[0024]坐标变换模块，用于对采样的三相电流信号进行Clark变换后再进行Park变换，获得旋转正交坐标系下的dq轴电流；
[0025]双闭环控制模块，用于对永磁同步电机分别进行转速及电流的闭环矢量控制，并输出dq轴电压控制信号；
[0026]角度计算模块，用于基于预设的延时时间计算因该延时导致的电机转过的角度，该角度为电机当前时刻的理论角度与获取的当前时刻的采集的角度的差值；
[0027]角度补偿模块，用于基于所述角度修正dq轴电压控制信号；
[0028]反坐标变换模块，用于基于修正后的dq轴电压控制信号进行反Park变换，获得两相静止坐标系下的参考电压；
[0029]控制模块，用于基于所述参考电压对永磁同步电机的逆变器进行控制。
[0030]优选的是，所述预设的延时时间为1.5个控制周期。
[0031]优选的是，所述角度计算模块中，电机转过的角度Δθ
e
为：
[0032]Δθ
e
＝ω
e
(k)Δt；
[0033]其中，ω
e
(k)为k时刻的转速信号，Δt为预设的延时时间。
[0034]优选的是，所述角度补偿模块中，修正dq轴电压控制信号包括：
[0035]u
d*
[k]＝u
d
[k]cos(Δθ
e
)
‑
u
q
[k]sin(Δθ
e
)
[0036]u
q*
[k]＝u
d
[k]sin(Δθ
e
)+u
q
[k]cos(Δθ
e
)；
[0037]其中，u
d
[k]、u
q
[k]为修正前的k时刻dq轴电压控制信号，u
d*
[k]、u
q*
[k]为修正后的k时刻dq轴电压控制信号。
[0038]优选的是，所述控制模块包括：
[0039]SVPWM单元，用于对所述参考电压进行七段式SVPWM调制，获得6路PWM信号，并基于PWM信号对逆变器进行控制。
[0040]本申请解决了永磁电机高速控制时低载波比造成的解耦不彻底的问题，显著改善了电机的控制效果，降低了电机的开关频率。
附图说明
[0041]图1是本申请高速永磁同步电机数字控制方法的一优选实施例的控制框图。
[0042]图2是本申请图1所示实施例的永磁电机数字控制系统采样过程示意图。
[0043]图3是本申请图1所示实施例的α
‑
β坐标系、d
‑
q坐标系与校正后的d
‑
q坐标系的关系图。
[0044]图4是本申请图1所示实施例的电机角度补偿控制框图。
[0045]图5是永磁同步电机不加补偿与加入补偿的控制效果对比示意图。
具体实施方式
[0046]为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。下面通本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高速永磁同步电机数字控制方法，其特征在于，包括：步骤S1、对三相电流信号、转速信号及位置信号进行采样；步骤S2、对采样的三相电流信号进行Clark变换后再进行Park变换，获得旋转正交坐标系下的dq轴电流；步骤S3、对永磁同步电机分别进行转速及电流的闭环矢量控制，并输出dq轴电压控制信号；步骤S4、基于预设的延时时间计算因该延时导致的电机转过的角度，该角度为电机当前时刻的理论角度与获取的当前时刻的采集的角度的差值；步骤S5、基于所述角度修正dq轴电压控制信号；步骤S6、基于修正后的dq轴电压控制信号进行反Park变换，获得两相静止坐标系下的参考电压；步骤S7、基于所述参考电压对永磁同步电机的逆变器进行控制。2.如权利要求1所述的高速永磁同步电机数字控制方法，其特征在于，步骤S4中，所述预设的延时时间为1.5个控制周期。3.如权利要求1所述的高速永磁同步电机数字控制方法，其特征在于，步骤S4中，电机转过的角度Δθ
e
为：Δθ
e
＝ω
e
(k)Δt；其中，ω
e
(k)为k时刻的转速信号，Δt为预设的延时时间。4.如权利要求3所述的高速永磁同步电机数字控制方法，其特征在于，步骤S5中，修正dq轴电压控制信号包括：其中，u
d
[k]、u
q
[k]为修正前的k时刻dq轴电压控制信号，u
d*
[k]、u
q*
[k]为修正后的k时刻dq轴电压控制信号。5.如权利要求1所述的高速永磁同步电机数字控制方法，其特征在于，步骤S7进一步包括：对所述参考电压进行七段式SVPWM调制，获得6路PWM信号，并基于PWM信号对逆变器进行控制。6.一种高速永磁同步电机数字控制装置，其特征在于，包...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘一丹，曹锦涛，王坤明，张海峥，
申请(专利权)人：陕西航空电气有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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