一种永磁同步电机弱磁控制方法技术

本发明专利技术公开了一种永磁同步电机弱磁控制方法，通过在维持转速的同时，降低对母线电压的需求，达到高速运行的状态，通过变频器母线电压最小值计算出弱磁所需电流，并将得到的电流作为目标值参与到电机的控制，实现弱磁的效果

【技术实现步骤摘要】
一种永磁同步电机弱磁控制方法


[0001]本专利技术涉及电机控制
，尤其涉及一种永磁同步电机弱磁控制方法
。

技术介绍

[0002]在永磁同步电机变频控制中，永磁同步电机可运行到高转速，在运行到高转速之后，由于反电动势增加，变频器母线电压可能不足够维持高速运行，这时就需要进行弱磁控制，在维持转速的同时，降低对母线电压的需求，达到高速运行的状态
。
[0003]弱磁控制可以看作是降低电机励磁系数从而减小反电动势，也可以看作是
d
轴电感电流上的电压与
q
轴电压相反，从而减小了
q
轴电压，实现减小电压的作用
。
一般的弱磁控制方式是根据电机电压与母线电压的比值关系，通过
PI
调节，实时控制
d
轴弱磁电流，实现弱磁控制
。
这种控制方法实时性好，计算简单，但由于母线电压存在波动，所以电机电压与母线电压的比值也存在波动，从而使得控制的
d
轴弱磁电流也会出现波动，在一些特殊场景下不合适，因此亟需一种
d
轴电流稳定的弱磁控制方法
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的就在于为了解决上述问题而提供一种永磁同步电机弱磁控制方法，在永磁同步电机变频控制中，永磁同步电机可运行到高转速，在运行到高转速之后，由于反电动势增加，变频器母线电压可能不足够维持高速运行，这时就需要进行弱磁控制，本专利技术在维持转速的同时，降低对母线电压的需求，达到高速运行的状态，弱磁可以看作是
d
轴电感电流上的电压与
q
轴电压相反，从而减小了
q
轴电压，实现减小电压的作用，通过变频器母线电压最小值计算出弱磁所需电流
。
[0005]本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：
[0006]一种永磁同步电机弱磁控制方法，包括以下步骤：
[0007]步骤1，采集变频器母线电压
U
dc
，并计算
U
dc
的最小值
U
min
；
[0008]步骤2，根据计算出的
U
min
，利用公式
U
q
＝
k
×
U
min
，计算
U
q
，其中
k
为事先确定的值；
[0009]步骤3，根据公式
U
q
＝
ω
×
K
e
+I
q
×
R+I
d
×
L
d
×
ω
得到
I
d
＝
(U
q
‑
ω
×
K
e
‑
I
q
×
R)/(L
d
×
ω
)
计算出
I
d
；
[0010]其中
ω
为电机转速，
I
q
为电机
q
轴电流，在电机控制中已知；
K
e
为反电动势系数，
R
为相电阻，
L
d
为
d
轴电感，为电机固有参数，在确定的电机型号中也是已知且固定；
[0011]步骤4，对计算出的
I
d
进行限制处理，当
ω
和
I
q
较小时，计算出的
I
d
为正数，由于
I
d
一般不大于0，所以最终
I
d
取值为0，即不需要弱磁时不进行弱磁；当
ω
和
I
q
较大时，计算出的
I
d
为负数，限制
I
d
为变频器最大支持电流；
[0012]步骤5，将得到的
I
d
作为
d
轴电流的目标值参与到电机的控制，实现弱磁的效果；
[0013]步骤6，重复以上步骤，实时修正弱磁效果
。
[0014]进一步方案为，所述步骤1中，变频器由市电整流后供电，
U
dc
的波动为
100Hz
，
U
dc
每
200us
采样一次，每
10ms
采样到
50
个数据，每
10ms
计算一次最小值
U
min
。
[0015]进一步方案为，所述步骤2中，在现有的调制方式下，
U
q
最高不超过
U
dc
的
0.577
倍，需要弱磁来减小
U
q
，
k
取值范围为
0.5
～
0.577。
[0016]本专利技术的有益效果在于：
[0017]本专利技术的一种永磁同步电机弱磁控制方法，通过在维持转速的同时，降低对母线电压的需求，达到高速运行的状态，通过变频器母线电压最小值计算出弱磁所需电流，并将得到的电流作为目标值参与到电机的控制，实现弱磁的效果
。
具体实施方式
[0018]为使本专利技术的目的
、
技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术的技术方案进行详细的描述
。
显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例
。
基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本专利技术所保护的范围
。
[0019]本专利技术实施原理如下：本专利技术将永磁同步电机电压描述为
U
q
＝
ω
×
K
e
+I
q
×
R+I
d
×
L
d
×
ω
，其中
U
q
为
q
轴电压，
ω
为电机角速度，
K
e
为反电动势系数，
I
q
为
q
轴电流，
R
为相电阻，
I
d
为
d
轴电流，
L
d
为
d
轴电感，
U
d
为
d
轴电压，
L
q
为
q
轴电感，
U
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种永磁同步电机弱磁控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，采集变频器母线电压
U
dc
，并计算
U
dc
的最小值
U
min
；步骤2，根据计算出的
U
min
，利用公式
U
q
＝
k
×
U
min
，计算
U
q
，其中
k
为事先确定的值；步骤3，根据公式
U
q
＝
ω
×
K
e
+I
q
×
R+I
d
×
L
d
×
ω
得到
I
d
＝
(U
q
‑
ω
×
K
e
‑
I
q
×
R)/(L
d
×
ω
)
计算出
I
d
；其中
ω
为电机转速，
I
q
为电机
q
轴电流，在电机控制中已知；
K
e
为反电动势系数，
R
为相电阻，
L
d
为
d
轴电感，为电机固有参数，在确定的电机型号中也是已知且固定；步骤4，对计算出的
I<...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵鹏飞，缪皓冰，朱绯，
申请(专利权)人：四川奥库科技有限公司，
类型：发明
国别省市：