一种基于碳化硅控制器的PMSM发电机的弱磁标定方法技术

本发明专利技术公开了一种基于碳化硅控制器的PMSM发电机的弱磁标定方法，通过碳化硅控制器电连接有永磁同步旋变电机，永磁同步旋变电机机械连接原动机；碳化硅控制器内部有三相逆变整流电路，将交流电转化为直流电并输出至直流负载；利用碳化硅控制器作为电源逆变器，采用三环控制策略，实现某一转速下，基础电压之下的电压调节。本发明专利技术的基于碳化硅控制器的PMSM发电机的弱磁标定方法，采用自动标定模式，避免了过多人工及仪器的参与，提高了弱磁标定结果的准确性，减小了数据偏差。减小了数据偏差。减小了数据偏差。

【技术实现步骤摘要】
一种基于碳化硅控制器的PMSM发电机的弱磁标定方法


[0001]本专利技术涉及发电机弱磁标定
，尤其涉及一种基于碳化硅控制器的PMSM发电机的弱磁标定方法。

技术介绍

[0002]永磁同步电机的控制算法相对比较复杂，目前市场上最常见的就是矢量控制方式(FOC)，这种控制方式中，要想获得非常稳定的基础电压之下直流电压，弱磁控制是不可或缺的技术保障。
[0003]现有的弱磁标定方式，有手动弱磁标定方法，手动标定效率低下，测试过程中过多的依赖人与仪器的参与，不可避免的发生偏差，输出的电压波动大，稳定性低，且对测试人员的专业技能要求较高。故本申请提出一种基于碳化硅控制器的PMSM发电机的弱磁标定方法，用于解决上述提出的因人工与仪器的参与，导致在弱磁标定过程中产生的结果偏差及输出的电压波动大，稳定性低的弊端。

技术实现思路

[0004]鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种基于碳化硅控制器的PMSM发电机的弱磁标定方法。
[0005]本专利技术提供的一种基于碳化硅控制器的PMSM发电机的弱磁标定方法，包括如下步骤：
[0006]1)将PMSM发电机的所有外部连线接好，检查无误后，上电；
[0007]2)启动原动机拖动永磁同步旋变电机旋转，持续加速，直到达到预定速度；
[0008]3)SIC控制器持续检测永磁同步旋变电机旋转速度，达到自动弱磁启动转速时，则按预设电压自动启动SIC控制器的弱磁发电模式；
[0009]4)若SIC控制器输出的电压大于预设电压，则自动进入弱磁调节模式；所述弱磁调节模式采用电流内环的调节、母线电压中环的调节及相电压外环的调节的三环控制策略；所述相电压外环的调节为d轴去磁分量的调节；
[0010]5)若相电压不等于设定电压与1.35的比值A，则SIC控制器的程序中自动调节d轴电流的大小，直至相电压与比值A无限接近；
[0011]6)根据永磁同步旋变电机的不同转速，持续调节电流内环、母线电压中环及相电压外环的大小，使相电压与比值A的数值无限接近；
[0012]7)停止发电之前，先将原动机缓慢降速，SIC控制器持续检测永磁同步旋变电机的速度，降到一定速度后，SIC控制器的程序自动停止弱磁发电模式，原动机停止转动，发电结束。
[0013]优选的，所述电流内环的调节、母线电压中环的调节及相电压外环的调节均为PI调节模式。
[0014]相对于现有技术而言，本专利技术的有益效果是：
[0015]本专利技术的基于碳化硅控制器的PMSM发电机的弱磁标定方法，利用SIC控制器和永磁同步旋变电机，利用弱磁PI调节的方式进行直流发电，输出电压波动小，稳定性高；并且整个系统集成度高，体积小，重量轻，便于调试，易于安装，噪音低，能够稳定的输出所要的直流电源，便于车载安装；
[0016]原动机拖动PMSM电机达到一定的速度，提供足够的输出功率，永磁同步旋变电机为SIC控制器提供不控整流的三相电源；SIC控制器持续检测永磁同步旋转电机的旋转速度，根据预设电压值，利用三环PI调节(即内环为电流环；中环为母线电压环；外环为相电压环)，程序中自动调节d轴去磁分量，使SIC控制器的直流侧输出的电压持续稳定在预设的电压值。避免了传统弱磁标定方式中的人工与仪器的参与而导致的检测结果的偏差，且输出的电压波动小，稳定性高。
[0017]应当理解，
技术实现思路
部分中所描述的内容并非旨在限定本专利技术的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本专利技术的范围。本专利技术的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。
附图说明
[0018]通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0019]图1为基于碳化硅控制器的PMSM发电机的弱磁标定方法涉及的硬件结构框图；
[0020]图2为弱磁标定方法的三闭环的原理框图；
[0021]图3为弱磁标定方法的系统流程图；
[0022]图4为逆变器输出电压与电机交、直轴电流的关系式；
[0023]图5为电压极限椭圆与电流极限圆相关图；
[0024]图6为在1500转的转速下，利用弱磁标定方法，将直流母线电压稳定输出在270V的波形图。
具体实施方式
[0025]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关专利技术，而非对该专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与专利技术相关的部分。
[0026]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。
[0027]请参考图1
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3，本专利技术的实施例提供了一种基于碳化硅控制器的PMSM发电机的弱磁标定方法，其包括的硬件设备有碳化硅控制器，碳化硅控制器的一端电性连接有永磁同步旋变电机；永磁同步旋变电机与原动机机械连接，即用联轴器将永磁同步旋变电机与原动机各自的转子部分连接起来，实现两者的机械连接；
[0028]碳化硅控制器的内部集成设置有主控板、碳化硅模块、母线电容及共模电感；共模电感与外部的直流负载电性连接。
[0029]主控板上集成设置有MCU及旋变解码器，其中，MCU也可以为DSP；MCU与旋变解码器之间电性连接，MCU或DSP的内部集成设置有CAN通信模块。
[0030]主控板的一端电性连接有CAN卡，CAN卡用于连接主控板上的CAN通讯模块与外部上位机控制软件，实现数据互通。
[0031]主控板与碳化硅模块之间电性连接，碳化硅模块与母线电容之间电性连接，母线电容与共模电感之间电性连接。
[0032]主控板的一端电性连接有供电电源，供电电流为低压直流供电电源9～36V。
[0033]碳化硅控制器MCU中预置软件程序，在发电机运行过程中可以实现自动判断数据信息，进行弱磁调控；弱磁调控主要就是调节直轴去磁分量和交轴电流分量，使直流负载侧的输出电压始终保持在目标电压。
[0034]永磁同步旋变电机分别与碳化硅模块及主控板电性连接。
[0035]原动机拖动永磁同步旋变电机发电，碳化硅控制器的另一端与直流负载相连接，负载将发出的电能消耗掉；原动机将转速提升到一定转速，碳化硅控制器的上位机控制软件进入发电模式自动运行，根据预先设定的目标输出电压值进行，碳化硅控制器中的预置软件自动进行弱磁控制；碳化硅控制器持续检测永磁同步旋变电机的旋转速度，根据预设的电压值，利用三环PI调节(内环：电流环；中环：母线电压环；外环：相电压环)，程序中自动调节d轴去磁分量，使碳化硅控制器的直流侧输出的电压持续稳定在预设的电压值。
[0036]其中，SIC做为第三代半导体材料，具有高击穿场强、高饱和电子漂移速率、高热导率。可以实现高压、高频、高温应用的新型功率半导体器件；具有耐高压、热稳定性好、开关频率高、开关损耗低、功率密度高、系统效率高、噪音低等优点；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于碳化硅控制器的PMSM发电机的弱磁标定方法，其特征在于，包括如下步骤：1)将PMSM发电机的所有外部连线接好，检查无误后，上电；2)启动原动机拖动永磁同步旋变电机旋转，持续加速，直到达到预定速度；3)SIC控制器持续检测永磁同步旋变电机旋转速度，达到自动弱磁启动转速时，则按预设电压自动启动SIC控制器的弱磁发电模式；4)若SIC控制器输出的电压大于预设电压，则自动进入弱磁调节模式；所述弱磁调节模式采用电流内环的调节、母线电压中环的调节及相电压外环的调节的三环控制策略；所述相电压外环的调节为d轴去磁分量的调节；5)若相电压不等于设定电...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙亚峰，张前，刘东亮，张建，
申请(专利权)人：天津市云驱科技有限公司，
类型：发明
国别省市：