CN102969966B - 永磁电机系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种永磁（PM）电机系统，其具有PM电机以及与所述PM电机通信的控制器。所述PM电机具有q轴电压反馈信号以及牵出转矩，所述牵出转矩表示所述PM电机生成的峰值转矩。所述控制器包括q轴电流调节器，所述q轴电流调节器产生供应给所述PM电机的命令q轴电压。所述控制器还包括用于监测所述PM电机的所述q轴电压反馈信号的至少一个控制逻辑。

Description

永磁电机系统

技术领域

本发明涉及一种永磁（PM）电机系统，确切地说，涉及一种对PM电机进行控制从而使PM电机基本不会超出牵出转矩（pullout torque）值的PM电机系统。

背景技术

风机是传统能源的一个替代方案。风机的叶片和轮毂称为风机转子。风机转子通常通过齿轮箱连接到永磁（PM）发电机。以极高速度旋转的风机转子往往会阻碍风流，转而减少风机的功率提取。例如，一阵强风可能会使风机转子超速旋转。PM发电机可用来控制风机转子的速度。具体而言，可通过PM发电机施加转矩，来控制风机转子的速度。

PM发电机通常包括定子和转子，其中定子可包括形成圆柱形腔的三相定子绕组。PM发电机的转子通过将三相电压提供给定子绕组而在定子腔内旋转。定子电压生成定子电流，从而形成旋转的定子磁场。定子磁场对应于定子磁势（定子mmf）。由PM发电机产生的转矩与位于转子角位置和定子mmf之间的角的正弦成比例。具体而言，由PM发电机产生的峰值转矩通常称为牵出转矩。如果尝试通过增加电流来增加超过牵出转矩值的转矩值，那么实际上将产生更少的转矩。这种情况通常称为电机牵出，指电机在超过牵出扭矩值的情况下运行的点。

PM发电机的转矩还与定子磁通（stator flux）的大小成比例。然而，当连接到功率变换器时，PM发电机的定子磁通受峰值变换器输出电压限制。随着PM发电机的速度和频率增加，定子磁通减少。如果一阵强风使风机转子以极高的速度旋转，则这可能会引起一定问题。这是因为当风机转子接近超速条件时，需要减少PM发电机中的磁通，以生成控制风机转子的速度所需的转矩。然而，当风机转子接近超速条件时，PM发电机的速度和频率增加，从而减少定子磁通。因此，降低了由PM发电机施加转矩来控制风机转子速度的能力。

发明内容

根据本发明的一方面，提供一种永磁（PM）电机系统，其具有PM电机以及与所述PM电机通信的控制器。所述PM电机具有q轴电压反馈信号以及牵出转矩，所述牵出转矩表示所述PM电机生成的峰值转矩。所述控制器包括q轴电流调节器，所述q轴电流调节器产生供应给所述PM电机的命令q轴电压。所述控制器还包括用于监测所述PM电机的所述q轴电压反馈信号的至少一个控制逻辑。所述控制器包括用于计算产生转矩的电流（torque producingcurrent）极限的至少一个控制逻辑。所述产生转矩的电流极限表示在超过所述牵出转矩值之前，所述PM电机运行时采用产生峰值转矩的电流。所述产生转矩的电流极限至少基于所述q轴电压反馈信号。所述控制器包括用于限制发送到所述q轴电流调节器的q轴电流命令的至少一个控制逻辑，这样，所述q轴电流命令基本不会超出所述产生转矩的电流极限。

其中所述PM电机包括d轴电压反馈信号，且所述控制器包括产生供应给所述PM电机的命令d轴电压的d轴电流调节器。

进一步地，所述控制器包括用于监测所述PM电机的所述d轴电压反馈信号的至少一个控制逻辑，以及用于计算预备q轴电流命令和d轴电流命令的至少一个控制逻辑，所述预备q轴电流命令至少基于所述q轴电压反馈信号，且所述d轴电流命令至少基于所述d轴电压反馈信号，且其中所述控制器包括用于将所述d轴电流命令发送到所述d轴电流调节器的至少一个控制逻辑。

进一步地，所述控制器包括用于将所述预备q轴电流命令与所述产生转矩的电流极限进行比较的至少一个控制逻辑，以确定所述预备q轴电流命令是否超出所述产生转矩的电流极限

进一步地，所述控制器包括接收所述q轴电压反馈信号、所述d轴电压反馈信号以及所述PM电机的频率的基于电压的磁通模型，其中所述基于电压的磁通模型包括用于确定q轴磁通反馈、d轴磁通反馈以及净电机磁通反馈的控制逻辑。

进一步地，所述控制器包括用于计算适配q轴电感的q轴电机电感估计器，，其中所述q轴电机电感估计器接收来自所述基于电压的磁通模型的所述q轴磁通反馈、q轴电机电流反馈以及q轴电机阻抗的调整值。

进一步地，所述控制器包括限压器，所述限压器接收所述频率和电压极限设定值并计算净命令磁通大小，其中所述净命令磁通大小通过确定公称磁通大小和除以所述频率后的所述电压极限设定值来进行计算，并将这两个值中的较小值选作所述净命令磁通大小。

进一步地，所述控制器包括用于选择所述净命令磁通大小和所述净电机磁通反馈中的最小值的至少一个控制逻辑，并且将所述最小值发送到牵出极限计算器。

进一步地，所述牵出极限计算器从所述q轴电机电感估计器接收所述适配q轴电感，且其中所述牵出极限计算器将所述净命令磁通大小和所述电机磁通反馈中的一者除以所述适配q轴电感，以计算所述产生转矩的电流极限。

进一步地，所述控制器包括d轴磁通命令计算器，用于接收来自所述限压器的所述净命令磁通大小以及q轴命令电机磁通，其中通过将所述适配q轴电感乘以所述q轴电流命令来计算所述q轴命令电机磁通。

进一步地，所述d轴磁通命令计算器计算d轴命令电机磁通，所述d轴命令电机磁通为所述净命令磁通大小的平方与所述q轴命令电机磁通的平方之差的平方根。

进一步地，所述控制器包括电流命令计算器，用以计算所述d轴电流命令和所述预备q轴电流命令，其中转矩命令设定值、来自所述d轴磁通命令计算器的所述d轴命令电机磁通、来自所述q轴估计器的所述适配q轴电感，以及来自所述基于电压的磁通模型的所述d轴磁通反馈均输入到所述电流命令计算器中。

进一步地，所述控制器包括磁通调节器，用于接收所述d轴磁通反馈以及来自所述d轴磁通命令计算器的所述d轴命令电机磁通，且其中所述磁通调节器补偿在计算所述d轴电流命令时对永磁体磁通和d轴电机电感进行的调整。

进一步地，所述控制器包括用于监测所述PM电机的q轴电机电流反馈和d轴电机电流反馈的至少一个控制逻辑。

进一步地，d轴电流调节器接收d轴当前电机电流反馈，且所述q轴电流调节器接收q轴当前电机电流反馈。

进一步地，所述PM电机连接到功率变换器，且其中所述控制器包括在所述功率变换器内。

该PM电机系统进一步包括风机、轴，以及齿轮箱，其中所述轴通过所述齿轮箱将所述风机的能量传输到所述PM电机。

根据本发明的另一方面，提供一种风电场。该风电场包括风机；通过轴连接到所述风机的齿轮箱；功率变换器；连接到所述功率变换器的永磁（PM）电机，所述轴通过所述齿轮箱将所述风机的能量传输到所述PM电机，所述PM电机具有q轴电压反馈信号、d轴电压反馈信号以及表示所述PM电机生成的峰值转矩的牵出转矩；以及与所述PM电机和所述功率变换器通信的控制器，所述控制器包括在所述功率变换器内。进一步地，所述控制器包括：

q轴电流调节器，其产生供应给所述PM电机的命令q轴电压；

d轴电流调节器，其产生供应给所述PM电机的命令d轴电压；

基于电压的磁通模型，其接收所述PM电机的所述q轴电压反馈信号、所述d轴电压反馈信号，以及频率，且其中所述基于电压的磁通模型包括用于确定q轴磁通反馈和d轴磁通反馈的控制逻辑；

q轴电机电感估计器，其用于计算适配q轴电感，其中所述q轴电机电感估计器接收来自所述基于电压的磁通模型的所述q轴磁通反馈、q轴电机电流反馈，以及q轴电机阻抗的调整值；

限压器，其接收所述频率和电压极限设定值并计算净命令磁通大小，其中所述净命令磁通大小通过确定公称磁通大小和除以所述频率后的所述电压极限设定值来进行计算，并将这两个值中的较小值选作所述净命令磁通大小；

用于监测所述PM电机的所述q轴电压反馈信号和所述d轴电压反馈信号的至少一个控制逻辑；

用于计算产生转矩的电流极限的至少一个控制逻辑，所述产生转矩的电流极限表示在超过所述牵出转矩值之前，所述PM电机运行时采用产生峰值转矩的电流，其中所述产生转矩的电流极限至少基于所述q轴电压反馈信号；

用于计算预备q轴电流命令和d轴电流命令的至少一个控制逻辑，所述预备q轴电流命令至少基于所述q轴电压反馈信号，且所述d轴电流命令至少基于所述d轴电压反馈信号；

电流命令计算器，其用以计算所述d轴电流命令和所述预备q轴电流命令，来自所述q轴估计器的所述适配q轴电感以及来自所述基于电压的磁通模型的所述d轴磁通反馈均输入到所述电流命令计算器中；

用于将所述预备q轴电流命令与所述产生转矩的电流极限进行比较的至少一个控制逻辑；

用于限制发送到所述q轴电流调节器的q轴电流命令的至少一个控制逻辑，这样，所述q轴电流命令基本不会超出所述产生转矩的电流极限；以及

用于将所述d轴电流命令发送到所述d轴电流调节器的至少一个控制逻辑。

进一步地，所述控制器包括用于选择所述净命令磁通大小和来自所述基于电压的磁通模型的净电机磁通反馈的最小值的至少一个控制逻辑，而且将所述最小值发送到牵出极限计算器。

进一步地，所述牵出极限计算器从所述q轴电机电感估计器接收所述适配q轴电感，且其中所述牵出极限计算器将所述净命令磁通大小和所述电机磁通反馈中的一者除以所述适配q轴电感，以计算所述产生转矩的电流极限。

通过以下说明并结合附图可以更加清楚地了解这些和其他优点以及特征。

附图说明

本专利申请文件中的权利要求书特别指出并明确主张了本发明。通过以下结合附图进行的详细说明可以清楚地了解本发明的上述和其他特征以及优点，在附图中：

图1为示例性风电场的示意图；

图2为图1所示的永磁（PM）电机的示意图；

图3为图2所示的PM电机的示意性矢量图；以及

图4为用来控制图2所示的PM电机的示例性电机控制方法。

具体实施方式部分参考附图以示例方式介绍本发明的各项实施例以及优点和特征。

标号	部件	标号	部件
				10	风电场	20	风机
22	齿轮箱	24	永磁（PM）电机
				26	功率变换器	28	电机控制器
30	轮毂	32	转子叶片
				34	轴	36	接线柱
42	定子绕组	44	转子
				46	永磁体	48	定子
50	电机控制框图	52	q轴电流调节器
				54	d轴电流调节器	101	基于电压的磁通模型
102	限压器	103	q轴估计器Lq估计器
				104	牵出极限计算器	105	d轴磁通命令计算器
106	电流命令计算器	107	磁通调节器

108

限制器

具体实施方式

本专利申请文件所用术语“模块”和“子模块”指专用集成电路（ASIC）、电子电路、处理器（共享、专用或群组）和执行一个或多个软件或固件程序的存储器、组合逻辑电路，和/或提供所述功能的其他合适的部件。

现参考图1，所示为示例性风电场10。风电场10包括风机20、齿轮箱22、永磁（PM）电机24、功率变换器26，以及电机控制器28。风机20包括轮毂30以及连接到轮毂30的多片转子叶片32。轴34通过齿轮箱22将风机20的能量传输到PM电机24。轴34的转速取决于风速。PM电机24通常为将轴34的机械能转换成电能的任意类型的电机，例如，发电机。PM电机24的一组三个接线柱36连接到功率变换器26。功率变换器26通常包括用于将PM电机24的可变频率AC电压转换成DC电压的电路。功率变换器26包括功率桥（未图示）和电机控制器28。功率桥可包括各种功率切换装置，例如，绝缘栅双极晶体管（IGBT）或集成门极换流晶闸管（IGCT）。尽管图1图示了风电场10，但应理解，PM电机24和功率变换器26也可应用于其它场合。

图2为PM电机24的图解。PM电机24包括三个定子绕组42、具有至少一个永磁体46的转子44，以及定子48。PM电机24包括由电机控制器28测量的定子电压和电流。电机控制器28将定子电压和电流分解成旋转参考系的值，表示为‘d’和‘q’。具体而言，图2图示了PM电机24的d轴和q轴，其中d轴与PM电机24的转子的永磁体对齐，且q轴正交于d轴。d轴通常表示产生磁通的电流或电压，且q轴表示产生转矩的磁通或电压。电动机控制器28（图1所示）通常采用以独立地控制d轴电流id和q轴电流iq的策略。控制器28利用来自于PM电机24的多个反馈信号，以生成驱动PM电机24的电压和电流。

图3为图2所示PM电机24的矢量图。该图图示了三个固定轴A、B和C，以及q轴和d轴。现参考图2到图3，在所示实施例中，d轴与转子44的永磁体46对齐。当PM电机24处于约零转矩和电流时，净电机磁通（net machine flux）Flx与d轴对齐，且等于永磁体46所产生的磁通。PM电机24的净电机磁通Flx可通过控制PM电机24中的电流进行控制，并且可经控制以产生指定的运行参数集。PM电机24产生的转矩也通过控制PM电机24中的电流进行控制。通过控制d轴和q轴电流，将净磁通和转矩独立控制到所需的值。在所示的示例性实施例中，除了q轴电流约为零的情况之外，d轴和q轴电流均影响磁通和转矩。其他控制技术，通常称为磁场定向控制，使用设法解除磁通和转矩的之间控制的参考系。具体而言，将q轴电流iq施加到定子绕组42，以产生起动转矩和q轴磁通Flxq。该q轴磁通Flxq等于q轴电流iq乘以q轴电机电感Lq的积。净电机磁通Flx的计算方法是，求d轴净磁通Flxd以及q轴净磁通Flxq的平方，两者相加，然后求出和的平方根。d轴净磁通Flxd等于永磁体磁通Flx_pmd与d轴电机电感Ld和d轴电流id之积的和。

如果d轴电流id保持不变，则净电机电感Flx随着PM电机24的转矩增加而增加。PM电机24的电机电压为净磁通Flx乘以PM电机24的旋转频率W的积。在一些指定PM电机24的频率W和转矩的组合的情况下，电机电压超出PM电机24或功率变换器26（图1所示）的指定极限，因此应降低d轴净磁通Flxd。

为了减少d轴净磁通Flxd的量，可施加与PM电机24的永磁体磁通Flx_pmd相反极性的d轴电流。PM电机24的牵出转矩表示PM电机24能够用指定的磁通净值生成的峰值转矩。此运行点的特征在于，d轴磁通Flxd减少到约为零，且净电机磁通Flx位于PM电机24的q轴上。如果尝试增加超过牵出转矩值的PM电机24的转矩，那么PM电机24实际上将会产生更少的转矩。应注意，永磁体磁通Flx_pmd、d轴电机电感Ld，以及q轴电机电感Lq并非常数值，而是根据温度和PM电机24的电流电平进行变化。

现转到图4，所示为电机控制框图50，图示了示例性电机控制方法。电机控制模型可由电机控制器28（图1所示）实施。在如图4所示的方法中，PM电机24的电流和转矩（图2所示）由一组电流调节器52和54控制。具体而言，在如图4所示的实施例中，q轴电流调节器52和d轴电流调节器54均进行了图示。电流调节器52、54通常会产生命令电压，且将该命令电压供应到PM电机24。也就是说，q轴电流调节器52输出命令q轴电压Vq_Cmd，且d轴电流调节器54输出命令d轴电压Vd_Cmd。

电机控制框图50接收q轴电压反馈信号Vq_Fbk、来源于所测量的A、B和C轴电压（A、B和C轴如图2所示）的d轴电压反馈信号Vd_Fbk，以及来源于解码器或基于电压反馈的相锁回路（未图示）的PM电机24的频率W。具体而言，基于电压的磁通模型101接收q轴电压反馈信号Vq_Fbk、d轴电压反馈信号Vd_Fbk，以及PM电机24的频率W。基于电压的磁通模型101包括用于根据电压反馈信号和频率W来确定电机磁通的控制逻辑。也就是说，q轴磁通反馈Flxq_Fbk基于q轴电压反馈信号Vq_Fbk，其中q轴电压反馈信号Vq_Fbk是q轴磁通反馈Flxq_Fbk的导出物。d轴磁通反馈Flxd_Fbk基于d轴电压反馈信号Vd_fbk，其中d轴电压反馈信号Vd_fbk是d轴磁通反馈Flxd_Fbk的导出物。净电机磁通反馈Flx_Fbk也由基于电压的磁通模型101进行计算，其中净电机磁通反馈通过以下方程式进行计算： $\mathrm{Flx}\_\mathrm{Fbk}=\sqrt{(\mathrm{Flxq}\_{\mathrm{Fbk}}^2+\mathrm{Flxd}\_\mathrm{Fb}{k}^2}$

在上述方程式中，净电机磁通反馈Flx_Fbk为q轴磁通反馈Flxq_Fbk的平方与d轴磁通反馈Flxd_Fbk的平方之和的平方根。

还提供限压器102。限压器102接收频率W和电压极限设定值V_Lim，并计算净命令磁通大小Flx_Cmd。电压极限设定值V_Lim通常为存储在控制器28的存储器中的预定值，且表示可施加给PM电机24的峰值电压。净命令磁通大小Flx_Cmd的计算方法为，确定公称磁通大小以及除以频率W后的电压极限设定值V_Lim的值，并将这两个值中的较小值选作净命令磁通大小Flx_Cmd。限压器102内所示的曲线图表示除以频率W后的电压极限设定值V_Lim的曲线，在此对曲线施加一个限制或钳制。

提供q轴电机电感估计器Lq估计器103，用于计算适配q轴电感Lq_Adapt。适配q轴电感Lq_Adapt表示与公称值相比PM电机24的电感的实际值，且该实际值通常会相对于电流和温度而变化。具体而言，q轴估计器Lq估计器103接收来自基于电压的磁通模型101的q轴磁通反馈Flxq_Fbk、q轴电机电流反馈Iq_Fbk，以及q轴电机阻抗Lq的调整值。q轴电机阻抗Lq的调整值为公称值，且q轴电机电流反馈Iq_Fbk的计算方法为，将电机电流解调成q轴参考系。通过将q轴磁通反馈Flxq_Fbk除以q轴电机电流反馈Iq_Fbk，q轴估计器Lq估计器103计算适配q轴电感Lq_Adapt。如果q轴电机电流反馈Iq_Fbk为零或接近零，那么q轴估计器Lq估计器103将q轴电机阻抗Lq的调整值的公称值用作适配q轴电感Lq_Adapt。

提供牵出极限计算器104，用于从q轴估计器Lq估计器103接收适配q轴电感Lq_Adapt。牵出极限计算器值还接收来自限压器102的净命令磁通大小Flx_Cmd，或来自基于电压的磁通模型101的电机磁通反馈Flx_Fbk。具体而言，选择净命令磁通大小Flx_Cmd和净电机磁通反馈Flx_Fbk的最小值，并发送到牵出极限计算器104。随后，牵出极限计算器104将净命令磁通大小Flx_Cmd和电机磁通反馈Flx_Fbk中的任一者，具体取决于选择的是哪个，除以适配q轴电感Lq_Adapt，以计算q轴电流极限iq_Lim。q轴电流iq_Lim表示在超过牵引转矩值之前，PM电机24运行时可采用的峰值q轴电流iq。

提供d轴磁通命令计算器105，其中净命令磁通大小Flx_Cmd从限压器102接收，并接收q轴命令电机磁通Flxq_Cmd。通过将适配q轴电感Lq_Adapt乘以q轴电流命令iq_Cmd，得到q轴命令电机磁通Flxq_Cmd。下文会更详细地讨论q轴电流命令iq_Cmd的计算。d轴命令电机磁通Flxd_Cmd通过以下方程式进行计算：

$\mathrm{Flxd}\_\mathrm{Cmd}=\sqrt{{(\mathrm{Flx}\_C{\mathrm{md}}^2-\mathrm{Flxq}\_\mathrm{Cmd}}^2}$

在上述方程式中，d轴命令电机磁通Flxd_Cmd为净命令磁通大小Flx_Cmd的平方与q轴命令电机磁通Flxq_Cmd的平方之差的平方根。

使用电流命令计算器106来计算d轴电流命令id_Cmd以及预备q轴电流命令iq_Cmd_PreLim。转矩命令设定值Torque_Cmd、来自d轴磁通命令计算器105的d轴命令电机磁通Flxd_Cmd、来自q轴估计器Lq估计器103的适配q轴电感Lq_Adapt，以及来自基于电压的磁通模型106的d轴磁通反馈Flxd_Fbk均输入到电流命令计算器106中。永磁体磁通Flx_pmd、d轴电机电感Ld，以及PM电机24的多个极对均存储在控制器28的存储器上，还提供给电流命令计算器106。还提供磁通调节器107，用于接收d轴磁通反馈Flxd_Fbk，以及来自d轴磁通命令计算器105的d轴磁通命令Flxd_Cmd。使用磁通调节器107，以在计算d轴电流命令id_Cmd时相应调整永磁体磁通Flx_pmd和d轴电机电感Ld的值。

电流命令计算器106包括用于接收待由PM电机24生成的转矩量的控制逻辑，并根据所需的转矩量来计算d轴电流命令id_Cmd和预备q轴电流命令iq_Cmd_PreLim。具体而言，在一项示例性实施例中，d轴电流命令id_Cmd和预备q轴电流命令iq_Cmd_PreLim可通过以下方程式进行计算：Torque_Cmd=PM电机的极对号*[id_Cmd*Flxq_Fbk-iq_Cmd*Flxd_Fbk]Flxd_Cmd=Flx_pmd+id_Cmd*Ld

上述两个方程式具有两个未知量，即，d轴电流命令id_Cmd和预备q轴电流命令iq_Cmd_PreLim。应注意，也存在用来计算d轴电流命令id_Cmd和预备q轴电流命令iq_Cmd_PreLim的其他方法。

d轴电流调节器54接收来自电流命令计算器106的d轴电流命令id_Cmd，以及d轴当前电机电流反馈id_Fbk，并输出命令d轴电压Vd_Cmd。来自电流命令计算器106的预备q轴电流命令iq_Cmd_PreLim发送到限制器108。限制器108还从牵出极限计算器104接收q轴电流极限iq_Lim，其中q轴电流iq_Lim表示在超过牵出转矩值之前，PM电机24运行时可采用的峰值q轴电流iq。限制器108将q轴电流命令iq_Cmd_PreLim与q轴电流极限iq_Lim进行比较，以确保发送到q轴电流调节器52的电流命令基本不会超出牵出转矩值。也就是说，限制器108将命令的q轴电流命令iq_Cmd限制到q轴电流极限iq_Lim。命令的q轴电流命令iq_Cmd和q轴当前电机电流反馈iq_Fbk均发送到q轴电流调节器52，其中q轴调节器52输出命令q轴电压Vq_Cmd。

上文所述以及图1到图4所示的电机控制方法通常确保PM电机24在处于或低于牵出转矩的情况下运行。具体而言，q轴电流iq受到控制，从而使q轴磁通Flxq等于净电机磁通Flx的特定比例。具体而言，在允许最大的转矩量但未超过运行点的一项实施例中，q轴磁通Flxq与净电机磁通Flx之间的比例约为1。如图1到图4所述且所示的电机控制方法通常会让PM电机24用最大的转矩量运行，但不会超过牵出转矩值，即使PM电机24因高速运行以及电机参数的变化等而承受相对较弱的磁通值时，也是如此。一些电机参数包括，例如，根据温度和PM电机24的电流电平而变化的永磁体磁通Flx_pmd、d轴电机电感Ld以及q轴电机电感Lq些电机参数。

尽管仅结合有限数量的实施例来详细描述本发明，但应理解，本发明并不限于所揭示的此类实施例。相反，本发明可经修改以涵盖所有之前并未介绍、但与本发明的精神和范围相符合的任意数量的变化、更改、替换或等效布置。此外，尽管已描述本发明的各种实施例，但应理解，本发明的各方面可仅包括前述实施例中的一些实施例。因此，本发明不应视为受前述说明书限制，而是仅受所附权利要求书的范围限制。

Claims (10)

1.一种永磁(PM)电机系统，其包括：

PM电机，其具有q轴电压反馈信号以及表示所述PM电机生成的峰值转矩的牵出转矩；

与所述PM电机通信的控制器，所述控制器包括：

q轴电流调节器，其接收限制的q轴电流命令以产生供应给所述PM电机的命令q轴电压；

用于监测所述PM电机的所述q轴电压反馈信号以确定电机磁通的至少一个控制逻辑；

用于至少基于所确定的电机磁通计算产生转矩的电流极限的至少一个控制逻辑，所述产生转矩的电流极限表示在超过所述牵出转矩值之前，所述PM电机运行时采用的产生所述峰值转矩的电流；以及

用于使用所述产生转矩的电流极限来限制所述q轴电流命令的至少一个控制逻辑以使所述q轴电流命令基本不会超出所述产生转矩的电流极限。

2.根据权利要求1所述的PM电机系统，其中所述PM电机包括d轴电压反馈信号，且所述控制器包括产生供应给所述PM电机的命令d轴电压的d轴电流调节器。

3.根据权利要求2所述的PM电机系统，其中所述控制器包括用于监测所述PM电机的所述d轴电压反馈信号的至少一个控制逻辑，以及用于计算预备q轴电流命令和d轴电流命令的至少一个控制逻辑，所述预备q轴电流命令至少基于所述q轴电压反馈信号，且所述d轴电流命令至少基于所述d轴电压反馈信号，且其中所述控制器包括用于将所述d轴电流命令发送到所述d轴电流调节器的至少一个控制逻辑。

4.根据权利要求3所述的PM电机系统，其中所述控制器包 括用于将所述预备q轴电流命令与所述产生转矩的电流极限进行比较的至少一个控制逻辑，以确定所述预备q轴电流命令是否超出所述产生转矩的电流极限。

5.根据权利要求4所述的PM电机系统，其中所述控制器包括接收所述q轴电压反馈信号、所述d轴电压反馈信号以及所述PM电机的频率的基于电压的磁通模型，其中所述基于电压的磁通模型包括用于确定q轴磁通反馈、d轴磁通反馈以及净电机磁通反馈的控制逻辑。

6.根据权利要求5所述的PM电机系统，其中所述控制器包括用于计算适配q轴电感的q轴电机电感估计器，其中所述q轴电机电感估计器接收来自所述基于电压的磁通模型的所述q轴磁通反馈、q轴电机电流反馈以及q轴电机阻抗的调整值。

7.根据权利要求6所述的PM电机系统，其中所述控制器包括限压器，所述限压器接收所述频率和电压极限设定值并计算净命令磁通大小，其中所述净命令磁通大小通过确定公称磁通大小和除以所述频率后的所述电压极限设定值来进行计算，并将这两个值中的较小值选作所述净命令磁通大小。

8.根据权利要求7所述的PM电机系统，其中所述控制器包括用于选择所述净命令磁通大小和所述净电机磁通反馈中的最小值的至少一个控制逻辑，并且将所述最小值发送到牵出极限计算器。

9.根据权利要求8所述的PM电机系统，其中所述牵出极限计算器从所述q轴电机电感估计器接收所述适配q轴电感，且其中所述牵出极限计算器将所述净命令磁通大小和所述电机磁通反馈中的一者除以所述适配q轴电感，以计算所述产生转矩的电流极限。

10.根据权利要求9所述的PM电机系统，其中所述控制器包括d轴磁通命令计算器，用于接收来自所述限压器的所述净命令磁通大小以及q轴命令电机磁通，其中通过将所述适配q轴电感乘以所述q轴电流命令来计算所述q轴命令电机磁通。