CN104796059A - 永磁同步电机的电流限幅、直接转矩控制方法、控制系统 - Google Patents

永磁同步电机的电流限幅、直接转矩控制方法、控制系统 Download PDF

Info

Publication number
CN104796059A
CN104796059A CN201510188831.0A CN201510188831A CN104796059A CN 104796059 A CN104796059 A CN 104796059A CN 201510188831 A CN201510188831 A CN 201510188831A CN 104796059 A CN104796059 A CN 104796059A
Authority
CN
China
Prior art keywords
amplitude
torque
synchronous motor
current
limit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510188831.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104796059B (zh
Inventor
黄招彬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Midea Group Co Ltd
GD Midea Air Conditioning Equipment Co Ltd
Original Assignee
Midea Group Co Ltd
Guangdong Midea Refrigeration Equipment Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Midea Group Co Ltd, Guangdong Midea Refrigeration Equipment Co Ltd filed Critical Midea Group Co Ltd
Priority to CN201510188831.0A priority Critical patent/CN104796059B/zh
Publication of CN104796059A publication Critical patent/CN104796059A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104796059B publication Critical patent/CN104796059B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

本发明公开了一种永磁同步电机的电流限幅控制方法，包括以下步骤：获取永磁同步电机的两相静止反馈电流iα/iβ并计算反馈电流幅值；计算反馈电流的幅值给定与反馈电流幅值之间的偏差，并对该偏差进行比例控制以获得第一转矩；获取上一时刻的补偿转矩以获得第二转矩；第一限幅环节对第一转矩与第二转矩之和进行限幅处理以获得永磁同步电机的当前时刻的补偿转矩；第二限幅环节对当前时刻的补偿转矩与速度控制器输出的电磁转矩之和进行限幅处理，以减小永磁同步电机输出的电磁转矩幅值。该控制方法能够使永磁同步电机工作在安全电流范围内，避免过流现象发生。本发明还公开了一种永磁同步电机的直接转矩控制方法以及一种永磁同步电机控制系统。

Description

永磁同步电机的电流限幅、直接转矩控制方法、控制系统
技术领域
本发明涉及电机控制技术领域，特别涉及一种永磁同步电机的电流限幅控制方法、一种永磁同步电机的直接转矩控制方法以及一种永磁同步电机控制系统。
背景技术
在永磁同步电机的无位置传感器控制中，当采用直接转矩控制方式对永磁同步电机进行控制时，由于无法直接控制永磁同步电机的电流，因而很容易因电磁转矩和定子磁链配置不合理而导致永磁同步电机的电流过大，从而导致过电流故障。
发明内容
本发明的目的旨在至少解决上述的技术缺陷之一。
为此，本发明的一个目的在于提出一种永磁同步电机的电流限幅控制方法，能够使永磁同步电机工作在安全电流范围内，避免过流现象发生。
本发明的另一个目的在于提出一种永磁同步电机的直接转矩控制方法。本发明的还一个目的在于提出一种永磁同步电机控制系统。
为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种永磁同步电机的电流限幅控制方法，包括以下步骤：获取所述永磁同步电机的两相静止反馈电流iα/iβ，并根据所述两相静止反馈电流iα/iβ计算反馈电流幅值；设定所述反馈电流的幅值给定，其中，所述反馈电流的幅值给定小于所述永磁同步电机的电流过流保护阈值；计算所述反馈电流幅值与所述反馈电流的幅值给定之间的偏差，并对所述反馈电流幅值与所述反馈电流的幅值给定之间的偏差进行比例控制以获得第一转矩；获取所述永磁同步电机的上一时刻的补偿转矩，并对所述上一时刻的补偿转矩进行单位延时以获得第二转矩；通过第一限幅环节对所述第一转矩与所述第二转矩之和进行限幅处理以获得所述永磁同步电机的当前时刻的补偿转矩；通过第二限幅环节对所述当前时刻的补偿转矩与永磁同步电机控制系统中速度控制器输出的电磁转矩之和进行限幅处理，以减小所述永磁同步电机输出的电磁转矩幅值。
根据本发明实施例的永磁同步电机的电流限幅控制方法，首先获取永磁同步电机的两相静止反馈电流iα/iβ，并根据两相静止反馈电流iα/iβ计算反馈电流幅值，设定反馈电流的幅值给定，计算反馈电流幅值与反馈电流的幅值给定之间的偏差，并对反馈电流幅值与反馈电流的幅值给定之间的偏差进行比例控制以获得第一转矩，然后获取永磁同步电机的上一时刻的补偿转矩，并对上一时刻的补偿转矩进行单位延时以获得第二转矩，通过第一限幅环节对第一转矩与第二转矩之和进行限幅处理以获得永磁同步电机的当前时刻的补偿转矩，通过第二限幅环节对当前时刻的补偿转矩与永磁同步电机控制系统中速度控制器输出的电磁转矩之和进行限幅处理，以减小永磁同步电机输出的电磁转矩幅值，从而使得永磁同步电机工作在安全电流范围内，避免了过流现象的发生，提高了永磁同步电机的可靠性。
优选地，所述反馈电流的幅值给定可以为所述电流过流保护阈值的90％至95％。
根据本发明的一个实施例，所述第一限幅环节为双向限幅环节，所述第一限幅环节的上限为零，所述第一限幅环节的下限为负向的转矩输出阈值。
根据本发明的一个实施例，所述第二限幅环节为双向限幅环节，所述第二限幅环节的上限为正向的转矩输出阈值，所述第二限幅环节的下限为负向的转矩输出阈值。
为达到上述目的，本发明另一方面实施例提出了一种永磁同步电机的直接转矩控制方法，包括以下步骤：执行上述的永磁同步电机的电流限幅控制方法，以获得所述永磁同步电机的电磁转矩给定；根据所述电磁转矩给定对所述永磁同步电机进行直接转矩控制。
根据本发明实施例的永磁同步电机的直接转矩控制方法，首先执行上述的永磁同步电机的电流限幅控制方法以获得永磁同步电机的电磁转矩给定，然后根据电磁转矩给定对永磁同步电机进行直接转矩控制，从而保证了直接转矩控制方式下的永磁同步电机能够工作在安全电流范围内，避免了过流现象的发生，提高了永磁同步电机的可靠性。
为达到上述目的，本发明又一方面实施例提出了一种永磁同步电机控制系统，包括具有第一限幅环节的电流限幅控制器、速度控制器、第二限幅环节和转矩环控制器，其中，所述电流限幅控制器获取所述永磁同步电机的两相静止反馈电流iα/iβ，并根据所述两相静止反馈电流iα/iβ计算反馈电流幅值；所述电流限幅控制器设定所述反馈电流的幅值给定，其中，所述反馈电流的幅值给定小于所述永磁同步电机的电流过流保护阈值；所述电流限幅控制器计算所述反馈电流幅值与所述反馈电流的幅值给定之间的偏差，并对所述反馈电流幅值与所述反馈电流的幅值给定之间的偏差进行比例控制以获得第一转矩；所述电流限幅控制器获取所述永磁同步电机的上一时刻的补偿转矩，并对所述上一时刻的补偿转矩进行单位延时以获得第二转矩；所述第一限幅环节对所述第一转矩与所述第二转矩之和进行限幅处理以获得所述永磁同步电机的当前时刻的补偿转矩；所述第二限幅环节对所述当前时刻的补偿转矩与所述速度控制器输出的电磁转矩之和进行限幅处理以获得永磁同步电机的电磁转矩给定；所述转矩环控制器根据所述电磁转矩给定对所述永磁同步电机进行直接转矩控制。
根据本发明实施例的永磁同步电机控制系统，电流限幅控制器获取永磁同步电机的两相静止反馈电流iα/iβ，并根据两相静止反馈电流iα/iβ计算反馈电流幅值，电流限幅控制器设定反馈电流的幅值给定并计算反馈电流幅值与反馈电流的幅值给定之间的偏差，以及对反馈电流幅值与反馈电流的幅值给定之间的偏差进行比例控制以获得第一转矩，电流限幅控制器获取永磁同步电机的上一时刻的补偿转矩，并对上一时刻的补偿转矩进行单位延时以获得第二转矩，第一限幅环节对第一转矩与第二转矩之和进行限幅处理以获得永磁同步电机的当前时刻的补偿转矩，第二限幅环节对当前时刻的补偿转矩与速度控制器输出的电磁转矩之和进行限幅处理以获得永磁同步电机的电磁转矩给定，转矩环控制器根据电磁转矩给定对永磁同步电机进行直接转矩控制，从而保证了直接转矩控制方式下的永磁同步电机能够工作在安全电流范围内，避免了过流现象的发生，提高了永磁同步电机的可靠性。
优选地，所述反馈电流的幅值给定可以为所述电流过流保护阈值的90％至95％。
根据本发明的一个实施例，所述第一限幅环节为双向限幅环节，所述第一限幅环节的上限为零，所述第一限幅环节的下限为负向的转矩输出阈值。
根据本发明的一个实施例，所述第二限幅环节为双向限幅环节，所述第二限幅环节的上限为正向的转矩输出阈值，所述第二限幅环节的下限为负向的转矩输出阈值。
在本发明的实施例中，所述永磁同步电机控制系统采用MTPA(Maximum TorquePer Ampere，最大转矩电流比)控制模式。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本发明实施例的永磁同步电机的电流限幅控制方法的流程图；
图2为根据本发明一个实施例的永磁同步电机的矢量控制图；
图3为根据本发明一个实施例的电流限幅控制的矢量控制图；
图4为根据本发明实施例的永磁同步电机的直接转矩控制方法的流程图；以及
图5为根据本发明实施例的永磁同步电机控制系统的方框示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其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。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
下面参照附图来描述根据本发明实施例提出的永磁同步电机的电流限幅控制方法、永磁同步电机的直接转矩控制方法以及永磁同步电机控制系统。
图1为根据本发明实施例的永磁同步电机的电流限幅控制方法的流程图。如图1所示，该永磁同步电机的电流限幅控制方法包括以下步骤：
S1，获取永磁同步电机的两相静止反馈电流iα/iβ，并根据两相静止反馈电流iα/iβ计算反馈电流幅值。
其中，反馈电流幅值通过下述公式(1)进行计算：
| i s | = i α 2 + i β 2 - - - ( 1 )
其中，|is|为反馈电流幅值。
S2，设定反馈电流的幅值给定，其中，反馈电流的幅值给定小于永磁同步电机的电流过流保护阈值。
优选地，反馈电流的幅值给定可以为电流过流保护阈值的90％至95％。
S3，计算反馈电流幅值与反馈电流的幅值给定之间的偏差，并对反馈电流幅值与反馈电流的幅值给定之间的偏差进行比例控制以获得第一转矩。
S4，获取永磁同步电机的上一时刻的补偿转矩，并对上一时刻的补偿转矩进行单位延时以获得第二转矩。
S5，通过第一限幅环节对第一转矩与第二转矩之和进行限幅处理以获得永磁同步电机的当前时刻的补偿转矩。
根据本发明的一个实施例，第一限幅环节为双向限幅环节，第一限幅环节的上限为零，第一限幅环节的下限为负向的转矩输出阈值。
S6，通过第二限幅环节对当前时刻的补偿转矩与永磁同步电机控制系统中速度控制器输出的电磁转矩之和进行限幅处理，以减小永磁同步电机输出的电磁转矩幅值。
根据本发明的一个实施例，第二限幅环节为双向限幅环节，第二限幅环节的上限为正向的转矩输出阈值，第二限幅环节的下限为负向的转矩输出阈值。
下面以基于SVM-DTC(Space Vector Modulation-Direct Torque Control，空间矢量调制-直接转矩控制)的永磁同步电机控制系统为例来进行详细说明。
在永磁同步电机的直接转矩控制系统中，特别是在采用MTPA控制模式时，永磁同步电机输出的电磁转矩与永磁同步电机的电流幅值呈正相关关系。因此，为了限制永磁同步电机的电流幅值，本发明在原有的基于SVM-DTC的永磁同步电机控制系统的基础上增加电流限幅控制器，如图2、图3所示，通过减小永磁同步电机输出的电磁转矩幅值以达到限制永磁同步电机的电流幅值的目的。
根据本发明的一个具体示例，如图2、图3所示，永磁同步电机的控制系统包括具有第一限幅环节的电流限幅控制器、速度控制器、第二限幅环节、定子磁链与转矩估计器、转矩控制器、定子磁链幅值给定模块和参考电压矢量计算模块。
如图3所示，电流限幅控制器首先根据永磁同步电机的两相静止反馈电流iα/iβ计算反馈电流幅值|is|，并设定反馈电流的幅值给定以及计算反馈电流幅值|is|与反馈电流的幅值给定之间的偏差，计算的偏差经比例控制后得到第一转矩，然后电流限幅控制器获取永磁同步电机的上一时刻的补偿转矩，并对上一时刻的补偿转矩进行单位延时以获得第二转矩，以及通过第一限幅环节对第一转矩与第二转矩之和进行限幅处理以获得永磁同步电机的当前时刻的补偿转矩可以理解的是，为了限制电流限幅控制器的转矩比例过大，可适当调高第一限幅环节的下限。
定子磁链与转矩估计器根据永磁同步电机的两相静止反馈电流iα/iβ和参考电压矢量值估计定子磁链矢量值定子磁链角度转子转速以及电磁转矩速度控制器对转子转速给定与估计的转子转速之间的偏差进行比例积分控制后以输出电磁转矩第二限幅环节对速度控制器输出的电磁转矩与电流限幅控制器输出的当前时刻的补偿转矩之和进行限幅处理以输出电磁转矩给定转矩控制器对第二限幅环节输出的电磁转矩给定和估计的电磁转矩之间的偏差进行比例积分控制后以输出负载角增量Δδs。定子磁链幅值给定模块根据电磁转矩给定和MTPA控制模式计算定子磁链幅值参考电压矢量计算模块根据负载角增量Δδs、估计的定子磁链角度定子磁链幅值估计的定子磁链矢量值两相静止反馈电流iα/iβ以及定子电阻Rs计算参考电压矢量值并根据计算的参考电压矢量值对永磁同步电机进行控制。
可以理解的是，该电流限幅控制方法不仅适用于基于SVM-DTC的永磁同步电机，而且适用于基于开关状态表的直接转矩控制的永磁同步电机以及具有位置传感器的直接转矩控制的永磁同步电机等。
综上所述，根据本发明实施例的永磁同步电机的电流限幅控制方法，首先获取永磁同步电机的两相静止反馈电流iα/iβ，并根据两相静止反馈电流iα/iβ计算反馈电流幅值，设定反馈电流的幅值给定，计算反馈电流幅值与反馈电流的幅值给定之间的偏差，并对反馈电流幅值与反馈电流的幅值给定之间的偏差进行比例控制以获得第一转矩，然后获取永磁同步电机的上一时刻的补偿转矩，并对上一时刻的补偿转矩进行单位延时以获得第二转矩，通过第一限幅环节对第一转矩与第二转矩之和进行限幅处理以获得永磁同步电机的当前时刻的补偿转矩，通过第二限幅环节对当前时刻的补偿转矩与永磁同步电机控制系统中速度控制器输出的电磁转矩之和进行限幅处理，以减小永磁同步电机输出的电磁转矩幅值，从而使得永磁同步电机工作在安全电流范围内，避免了过流现象的发生，提高了永磁同步电机的可靠性。
图4为根据本发明实施例的永磁同步电机的直接转矩控制方法的流程图。如图4所示，该永磁同步电机的直接转矩控制方法包括以下步骤：
S11，执行上述的永磁同步电机的电流限幅控制方法，以获得永磁同步电机的电磁转矩给定。
S12，根据电磁转矩给定对永磁同步电机进行直接转矩控制。
在永磁同步电机的直接转矩控制系统中，特别是在采用MTPA控制模式时，永磁同步电机输出的电磁转矩与永磁同步电机的电流幅值呈正相关关系。因此，为了限制永磁同步电机的电流幅值，本发明在原有的基于SVM-DTC的永磁同步电机控制系统的基础上增加电流限幅控制器，如图2、图3所示，通过减小永磁同步电机输出的电磁转矩幅值以达到限制永磁同步电机的电流幅值的目的。
根据本发明的一个具体示例，如图2、图3所示，永磁同步电机的控制系统包括具有第一限幅环节的电流限幅控制器、速度控制器、第二限幅环节、定子磁链与转矩估计器、转矩控制器、定子磁链幅值给定模块和参考电压矢量计算模块。
如图3所示，电流限幅控制器首先根据永磁同步电机的两相静止反馈电流iα/iβ计算反馈电流幅值|is|，并设定反馈电流的幅值给定以及计算反馈电流幅值|is|与反馈电流的幅值给定之间的偏差，计算的偏差经比例控制后得到第一转矩，然后电流限幅控制器获取永磁同步电机的上一时刻的补偿转矩，并对上一时刻的补偿转矩进行单位延时以获得第二转矩，以及通过第一限幅环节对第一转矩与第二转矩之和进行限幅处理以获得永磁同步电机的当前时刻的补偿转矩可以理解的是，为了限制电流限幅控制器的转矩比例过大，可适当调高第一限幅环节的下限。
定子磁链与转矩估计器根据永磁同步电机的两相静止反馈电流iα/iβ和参考电压矢量值估计定子磁链矢量值定子磁链角度转子转速以及电磁转矩速度控制器对转子转速给定与估计的转子转速之间的偏差进行比例积分控制后以输出电磁转矩第二限幅环节对速度控制器输出的电磁转矩与电流限幅控制器输出的当前时刻的补偿转矩之和进行限幅处理以输出电磁转矩给定转矩控制器对第二限幅环节输出的电磁转矩给定和估计的电磁转矩之间的偏差进行比例积分控制后以输出负载角增量Δδs。定子磁链幅值给定模块根据电磁转矩给定和MTPA控制模式计算定子磁链幅值参考电压矢量计算模块根据负载角增量Δδs、估计的定子磁链角度定子磁链幅值估计的定子磁链矢量值两相静止反馈电流iα/iβ以及定子电阻Rs计算参考电压矢量值并根据计算的参考电压矢量值对永磁同步电机进行控制。
根据本发明实施例的永磁同步电机的直接转矩控制方法，首先执行上述的永磁同步电机的电流限幅控制方法以获得永磁同步电机的电磁转矩给定，然后根据电磁转矩给定对永磁同步电机进行直接转矩控制，从而保证了直接转矩控制方式下的永磁同步电机能够工作在安全电流范围内，避免了过流现象的发生，提高了永磁同步电机的可靠性。
图5为根据本发明实施例的永磁同步电机控制系统的方框示意图。如图5所示，该永磁同步电机控制系统包括具有第一限幅环节A的电流限幅控制器10、速度控制器20、第二限幅环节B和转矩环控制器30。
其中，电流限幅控制器10获取永磁同步电机的两相静止反馈电流iα/iβ，并根据两相静止反馈电流iα/iβ计算反馈电流幅值，电流限幅控制器10设定反馈电流的幅值给定，其中，反馈电流的幅值给定小于永磁同步电机的电流过流保护阈值，电流限幅控制器10计算反馈电流幅值与反馈电流的幅值给定之间的偏差，并对反馈电流幅值与反馈电流的幅值给定之间的偏差进行比例控制以获得第一转矩，电流限幅控制器10获取永磁同步电机的上一时刻的补偿转矩，并对上一时刻的补偿转矩进行单位延时以获得第二转矩。第一限幅环节A对第一转矩与第二转矩之和进行限幅处理以获得永磁同步电机的当前时刻的补偿转矩。第二限幅环节B对当前时刻的补偿转矩与速度控制器20输出的电磁转矩之和进行限幅处理以获得永磁同步电机的电磁转矩给定。转矩环控制器30根据电磁转矩给定对永磁同步电机进行直接转矩控制。
优选地，反馈电流的幅值给定可以为电流过流保护阈值的90％至95％。
根据本发明的一个实施例，第一限幅环节A为双向限幅环节，第一限幅环节A的上限为零，第一限幅环节A的下限为负向的转矩输出阈值。
根据本发明的一个实施例，第二限幅环节B为双向限幅环节，第二限幅环节B的上限为正向的转矩输出阈值，第二限幅环节B的下限为负向的转矩输出阈值。
在本发明的实施例中，永磁同步电机控制系统采用MTPA控制模式。
具体地，在永磁同步电机的直接转矩控制系统中，特别是在采用MTPA控制模式时，永磁同步电机输出的电磁转矩与永磁同步电机的电流幅值呈正相关关系。因此，为了限制永磁同步电机的电流幅值，本发明在原有的基于SVM-DTC的永磁同步电机控制系统的基础上增加电流限幅控制器10，如图5所示，通过减小永磁同步电机输出的电磁转矩幅值以达到限制永磁同步电机的电流幅值的目的。
具体地，如图5所示，电流限幅控制器10首先根据永磁同步电机的两相静止反馈电流iα/iβ计算反馈电流幅值|is|，并设定反馈电流的幅值给定以及计算反馈电流幅值|is|与反馈电流的幅值给定之间的偏差，计算的偏差经比例控制后得到第一转矩，然后电流限幅控制器10获取永磁同步电机的上一时刻的补偿转矩，并对上一时刻的补偿转矩进行单位延时以获得第二转矩，以及通过第一限幅环节对第一转矩与第二转矩之和进行限幅处理以获得永磁同步电机的当前时刻的补偿转矩第二限幅环节B对当前时刻的补偿转矩与速度控制器20输出的电磁转矩之和进行限幅处理以获得永磁同步电机的电磁转矩给定转矩环控制器30根据电磁转矩给定对永磁同步电机进行直接转矩控制。可以理解的是，为了限制电流限幅控制器10的转矩比例过大，可适当调高第一限幅环节A的下限。
进一步地，根据本发明的一个具体示例，如图2所示，转矩环控制器包括定子磁链与转矩估计器、转矩控制器、定子磁链幅值给定模块和参考电压矢量计算模块，其中，定子磁链与转矩估计器根据永磁同步电机的两相静止反馈电流iα/iβ和参考电压矢量值估计定子磁链矢量值定子磁链角度转子转速以及电磁转矩速度控制器对转子转速给定与估计的转子转速之间的偏差进行比例积分控制后输出电磁转矩第二限幅环节对速度控制器输出的电磁转矩与当前时刻的补偿转矩之和进行限幅处理以输出电磁转矩给定转矩控制器对第二限幅环节输出的电磁转矩给定和估计的电磁转矩之间的偏差进行比例积分控制后以输出负载角增量Δδs。定子磁链幅值给定模块根据电磁转矩给定和MTPA控制模式计算定子磁链幅值参考电压矢量计算模块根据负载角增量Δδs、估计的定子磁链角度定子磁链幅值估计的定子磁链矢量值两相静止反馈电流iα/iβ以及定子电阻Rs计算参考电压矢量值并根据计算的参考电压矢量值对永磁同步电机进行控制。
根据本发明实施例的永磁同步电机控制系统，电流限幅控制器获取永磁同步电机的两相静止反馈电流iα/iβ，并根据两相静止反馈电流iα/iβ计算反馈电流幅值，电流限幅控制器设定反馈电流的幅值给定并计算反馈电流幅值与反馈电流的幅值给定之间的偏差，以及对反馈电流幅值与反馈电流的幅值给定之间的偏差进行比例控制以获得第一转矩，电流限幅控制器获取永磁同步电机的上一时刻的补偿转矩，并对上一时刻的补偿转矩进行单位延时以获得第二转矩，第一限幅环节对第一转矩与第二转矩之和进行限幅处理以获得永磁同步电机的当前时刻的补偿转矩，第二限幅环节对当前时刻的补偿转矩与速度控制器输出的电磁转矩之和进行限幅处理以获得永磁同步电机的电磁转矩给定，转矩环控制器根据电磁转矩给定对永磁同步电机进行直接转矩控制，从而保证了直接转矩控制方式下的永磁同步电机能够工作在安全电流范围内，避免了过流现象的发生，提高了永磁同步电机的可靠性。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (10)

1.一种永磁同步电机的电流限幅控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取所述永磁同步电机的两相静止反馈电流iα/iβ，并根据所述两相静止反馈电流iα/iβ计算反馈电流幅值；
设定所述反馈电流的幅值给定，其中，所述反馈电流的幅值给定小于所述永磁同步电机的电流过流保护阈值；
计算所述反馈电流幅值与所述反馈电流的幅值给定之间的偏差，并对所述反馈电流幅值与所述反馈电流的幅值给定之间的偏差进行比例控制以获得第一转矩；
获取所述永磁同步电机的上一时刻的补偿转矩，并对所述上一时刻的补偿转矩进行单位延时以获得第二转矩；
通过第一限幅环节对所述第一转矩与所述第二转矩之和进行限幅处理以获得所述永磁同步电机的当前时刻的补偿转矩；
通过第二限幅环节对所述当前时刻的补偿转矩与永磁同步电机控制系统中速度控制器输出的电磁转矩之和进行限幅处理，以减小所述永磁同步电机输出的电磁转矩幅值。
2.如权利要求1所述的电流限幅控制方法，其特征在于，所述反馈电流的幅值给定为所述电流过流保护阈值的90％至95％。
3.如权利要求1所述的电流限幅控制方法，其特征在于，所述第一限幅环节为双向限幅环节，所述第一限幅环节的上限为零，所述第一限幅环节的下限为负向的转矩输出阈值。
4.如权利要求1所述的电流限幅控制方法，其特征在于，所述第二限幅环节为双向限幅环节，所述第二限幅环节的上限为正向的转矩输出阈值，所述第二限幅环节的下限为负向的转矩输出阈值。
5.一种永磁同步电机的直接转矩控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
执行如权利要求1-4中任一项所述的永磁同步电机的电流限幅控制方法，以获得所述永磁同步电机的电磁转矩给定；
根据所述电磁转矩给定对所述永磁同步电机进行直接转矩控制。
6.一种永磁同步电机控制系统，其特征在于，包括具有第一限幅环节的电流限幅控制器、速度控制器、第二限幅环节和转矩控制器，其中，
所述电流限幅控制器获取所述永磁同步电机的两相静止反馈电流iα/iβ，并根据所述两相静止反馈电流iα/iβ计算反馈电流幅值；
所述电流限幅控制器设定所述反馈电流的幅值给定，其中，所述反馈电流的幅值给定小于所述永磁同步电机的电流过流保护阈值；
所述电流限幅控制器计算所述反馈电流幅值与所述反馈电流的幅值给定之间的偏差，并对所述反馈电流幅值与所述反馈电流的幅值给定之间的偏差进行比例控制以获得第一转矩；
所述电流限幅控制器获取所述永磁同步电机的上一时刻的补偿转矩，并对所述上一时刻的补偿转矩进行单位延时以获得第二转矩；
所述第一限幅环节对所述第一转矩与所述第二转矩之和进行限幅处理以获得所述永磁同步电机的当前时刻的补偿转矩；
所述第二限幅环节对所述当前时刻的补偿转矩与所述速度控制器输出的电磁转矩之和进行限幅处理以获得永磁同步电机的电磁转矩给定；
所述转矩环控制器根据所述电磁转矩给定对所述永磁同步电机进行直接转矩控制。
7.如权利要求6所述的永磁同步电机控制系统，其特征在于，所述反馈电流的幅值给定为所述电流过流保护阈值的90％至95％。
8.如权利要求6所述的永磁同步电机控制系统，其特征在于，所述第一限幅环节为双向限幅环节，所述第一限幅环节的上限为零，所述第一限幅环节的下限为负向的转矩输出阈值。
9.如权利要求6所述的永磁同步电机控制系统，其特征在于，所述第二限幅环节为双向限幅环节，所述第二限幅环节的上限为正向的转矩输出阈值，所述第二限幅环节的下限为负向的转矩输出阈值。
10.如权利要求6-9中任一项所述的永磁同步电机控制系统，其特征在于，所述永磁同步电机控制系统采用最大转矩电流比MTPA控制模式。
CN201510188831.0A 2015-04-20 2015-04-20 永磁同步电机的电流限幅、直接转矩控制方法、控制系统 Active CN104796059B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510188831.0A CN104796059B (zh) 2015-04-20 2015-04-20 永磁同步电机的电流限幅、直接转矩控制方法、控制系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510188831.0A CN104796059B (zh) 2015-04-20 2015-04-20 永磁同步电机的电流限幅、直接转矩控制方法、控制系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104796059A true CN104796059A (zh) 2015-07-22
CN104796059B CN104796059B (zh) 2017-08-25

Family

ID=53560630

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510188831.0A Active CN104796059B (zh) 2015-04-20 2015-04-20 永磁同步电机的电流限幅、直接转矩控制方法、控制系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104796059B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107017810A (zh) * 2017-04-24 2017-08-04 东南大学盐城新能源汽车研究院 永磁同步电机无权值模型预测转矩控制系统及方法
CN108226774A (zh) * 2016-12-09 2018-06-29 上海大郡动力控制技术有限公司 电动汽车用永磁同步电机的自动标定系统及方法
CN112910325A (zh) * 2021-01-18 2021-06-04 中南大学 一种用于内置式永磁同步电机dtc的mtpa控制方法
CN112910324A (zh) * 2021-01-18 2021-06-04 中南大学 一种永磁同步电机直接转矩控制最大转矩电流比控制方法
CN114123914A (zh) * 2021-11-19 2022-03-01 美的威灵电机技术（上海）有限公司 电机的控制方法、控制装置、控制系统和可读存储介质

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2003771B1 (en) * 2007-06-11 2012-10-17 Société Industrielle de Sonceboz S.A. Closed loop sensorless control of permanent magnet synchronous motors
CN102868348A (zh) * 2011-07-05 2013-01-09 Ls产电株式会社 用于运行内置式永磁同步电机的装置
CN103269191A (zh) * 2013-05-22 2013-08-28 浙江大学 一种永磁同步电机直接转矩/磁链控制方法
CN103701384A (zh) * 2013-12-30 2014-04-02 中冶南方（武汉）自动化有限公司 内置式永磁同步电机弱磁控制方法
WO2014162755A1 (ja) * 2013-04-01 2014-10-09 富士電機株式会社 電力変換装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2003771B1 (en) * 2007-06-11 2012-10-17 Société Industrielle de Sonceboz S.A. Closed loop sensorless control of permanent magnet synchronous motors
CN102868348A (zh) * 2011-07-05 2013-01-09 Ls产电株式会社 用于运行内置式永磁同步电机的装置
US20130009574A1 (en) * 2011-07-05 2013-01-10 Lsis Co., Ltd. Apparatus for operating interior permanent magnet synchronous motor
WO2014162755A1 (ja) * 2013-04-01 2014-10-09 富士電機株式会社 電力変換装置
CN103269191A (zh) * 2013-05-22 2013-08-28 浙江大学 一种永磁同步电机直接转矩/磁链控制方法
CN103701384A (zh) * 2013-12-30 2014-04-02 中冶南方（武汉）自动化有限公司 内置式永磁同步电机弱磁控制方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108226774A (zh) * 2016-12-09 2018-06-29 上海大郡动力控制技术有限公司 电动汽车用永磁同步电机的自动标定系统及方法
CN108226774B (zh) * 2016-12-09 2020-07-28 上海大郡动力控制技术有限公司 电动汽车用永磁同步电机的自动标定系统及方法
CN107017810A (zh) * 2017-04-24 2017-08-04 东南大学盐城新能源汽车研究院 永磁同步电机无权值模型预测转矩控制系统及方法
CN107017810B (zh) * 2017-04-24 2023-04-07 东南大学盐城新能源汽车研究院 永磁同步电机无权值模型预测转矩控制系统及方法
CN112910325A (zh) * 2021-01-18 2021-06-04 中南大学 一种用于内置式永磁同步电机dtc的mtpa控制方法
CN112910324A (zh) * 2021-01-18 2021-06-04 中南大学 一种永磁同步电机直接转矩控制最大转矩电流比控制方法
CN114123914A (zh) * 2021-11-19 2022-03-01 美的威灵电机技术（上海）有限公司 电机的控制方法、控制装置、控制系统和可读存储介质
CN114123914B (zh) * 2021-11-19 2023-11-14 美的威灵电机技术（上海）有限公司 电机的控制方法、控制装置、控制系统和可读存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
CN104796059B (zh) 2017-08-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wang et al. Model-based predictive direct control strategies for electrical drives: An experimental evaluation of PTC and PCC methods
CN104796059A (zh) 永磁同步电机的电流限幅、直接转矩控制方法、控制系统
CN104935232A (zh) 永磁同步电机的直接转矩控制方法、控制系统
Verma et al. New series of MRAS for speed estimation of vector controlled induction motor drive
CN104539208A (zh) 电机在全速范围内的无功电流控制方法及其控制系统
CN104660138A (zh) 永磁同步电机的零速保护装置及零速检测方法
CN104836500A (zh) 基于电机的弱磁开环控制的转矩补偿方法及电机控制器
CN104378037A (zh) 空调器、单转子压缩机的电流调节方法及装置
Chakraborty et al. Control of permanent magnet synchronous motor (pmsm) using vector control approach
Zhang et al. Fault‐tolerant control of DSBLDC motor drive under open‐circuit faults
Foster et al. Detection of incipient stator winding faults in PMSMs with single-layer fractional slot concentrated windings
Alvarez-Gonzalez et al. Permanent magnet synchronous machines inter-turn short circuit fault detection by means of model-based residual analysis
DE102013205962A1 (de) Verfahren, Systeme und Geräte für das Erzeugen von Spannungsbefehlen, welche benutzt werden, um den Betrieb einer Permanentmagnetmaschine zu steuern
CN104283465A (zh) 用于监测和控制同步电机的方法和设备
DE102013212103A1 (de) Verfahren, systeme und geräte für das einstellen von strom- und/oder drehmomentbefehlen, welche benutzt werden, um den betrieb einer asynchronmaschine zu steuern
Patakor et al. Adaptive Sliding Mode for indirect field oriented controlled of induction motor
Mannan et al. Indirect field oriented control for high performance induction motor drives using space vector modulation with consideration of core loss
Farasat et al. Efficiency-optimized hybrid field oriented and direct torque control of induction motor drive
Ren et al. Model predictive control of PMSM considering online parameter identification
Pałka et al. Experimental verification of Dead-Beat predictive current controller for small power, low speed PMSM
Cao et al. Evaluation of neighboring phase coupling effects of switched reluctance motor with dynamic modeling approach
Schoonhoven et al. Wide speed range operation of PMSM drives using nonlinear flux control techniques
Seok et al. Pseudorotor-flux-oriented control of an induction machine for deep-bar-effect compensation
Vazifedan et al. A stator resistance estimation algorithm for sensorless dual stator winding induction machine drive using model reference adaptive system
Nordin et al. Speed sensorless control for PMSM drives using extended Kalman filter

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
EXSB Decision made by sipo to initiate substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant