CN105680738A - 一种永磁同步磁阻电机的电流控制方法及系统 - Google Patents
一种永磁同步磁阻电机的电流控制方法及系统 Download PDFInfo
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Abstract
本申请提供了一种永磁同步磁阻电机的电流控制方法及系统，该电流控制方法及系统在当永磁同步磁阻电机的负载稳定时，执行自整定最大转矩电流比算法，并将永磁同步磁阻电机的驱动电流作为前一电流值进行保存；选取自整定起始角；以自整定起始角启动最大转矩电流比算法；驱动电流稳定后，将当前的驱动电流的电流值记录为当前电流值；设定驱动电流的变化阈值；计算当前电流值与前一电流值之间的差值，并将差值与变化阈值进行比较；如差值小于变化阈值则保存最大转矩电流比角度；如差值大于变化阈值则修正自整定起始角，将当前电流值作为前一电流值，并返回到启动最大转矩电流比算法步骤。本方法及系统能够解决传统的控制方法鲁棒性较低的问题。
Description
技术领域
本申请涉及自动控制技术领域，更具体地说，涉及一种永磁同步磁阻电机的电流控制方法及系统。
背景技术
永磁同步磁阻电机性能的充分发挥需要结合最优的控制策略，合理的控制既可以充分发挥电机的效率，也可以扩充电机的带负载能力。目前，最适合永磁同步磁阻电机的控制方式是最大转矩电流比控制。最大转矩电流比控制是一种可以使电机在相同的电流下输出更大转矩的控制方法，因而在系统容量相同的情况下可显著提高系统的动态性能。
传统最大转矩电流比的标准计算公式中包含有电机电感和反电势系数等时变量，但永磁同步磁阻电机在实际运行时很难给出上述参数的准确变化曲线，导致最大转矩电流比控制的鲁棒性较低。因此亟需一种有效的电流控制方法解决永磁同步磁阻电机的最大转矩电流比控制方法的鲁棒性较低的问题。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种永磁同步磁阻电机的电流控制方法及系统，用于解决现有对永磁同步磁阻电机的控制方法的鲁棒性较低的问题。
为了实现上述目的，现提出的方案如下：
一种永磁同步磁阻电机的电流控制方法，包括如下步骤：
当所述永磁同步磁阻电机的负载稳定时，执行自整定最大转矩电流比算法，并将所述永磁同步磁阻电机的驱动电流作为前一电流值进行保存；
选取自整定起始角；
以所述自整定起始角启动所述最大转矩电流比算法；
所述驱动电流稳定后，将当前的驱动电流的电流值记录为当前电流值；
设定所述驱动电流的变化阈值；
计算所述当前电流值与所述前一电流值之间的差值，并将所述差值与所述变化阈值进行比较；
如所述差值小于所述变化阈值则保存最大转矩电流比角度；
如所述差值大于所述变化阈值则修正所述自整定起始角，将所述当前电流值作为所述前一电流值，并返回到所述以所述自整定起始角启动所述最大转矩电流比算法步骤。
优选的，所述选取自整定起始角，包括：
根据所述永磁同步磁阻电机的凸极比选取所述自整定起始角。
优选的，所述设定所述驱动电流的变化阈值，包括：
将所述驱动电流的电流值进行预设宽度的移动平均滤波；
选定所述变化阈值。
优选的，所述如所述差值大于所述变化阈值则修正所述自整定起始角，包括：
将所述当前电流值与所述前一电流值进行比较；
如所述当前电流值小于所述前一电流值，则加大所述自整定起始角；
如所述当前电流值大于所述前一电流值，则减小所述自整定起始角。
优选的，所述则减小所述自整定起始角，包括：
将所述自整定起始角减小到原来的一半。
一种永磁同步磁阻电机的电流控制系统，包括如下步骤：
记录执行模块，用于当所述永磁同步磁阻电机的负载稳定时，执行自整定最大转矩电流比算法，并将所述永磁同步磁阻电机的驱动电流作为前一电流值进行保存；
选取模块，用于选取自整定起始角；
启动模块，用于以所述自整定起始角启动所述最大转矩电流比算法；
记录模块，用于当所述驱动电流稳定后，将当前的驱动电流的电流值记录为当前电流值；
设定模块，用于设定所述驱动电流的变化阈值；
计算比较模块，用于计算所述当前电流值与所述前一电流值之间的差值，并将所述差值与所述变化阈值进行比较；
保存模块，用于如所述差值小于所述变化阈值则保存最大转矩电流比角度；
修正模块，用于如所述差值大于所述变化阈值则修正所述自整定起始角，将所述当前电流值作为所述前一电流值，并控制所述启动模块以所述自整定起始角启动所述最大转矩电流比算法。
优选的，所述选取模块用于根据所述永磁同步磁阻电机的凸极比选取所述自整定起始角。
优选的，所述设定模块包括：
滤波单元，用于将所述驱动电流的电流值进行预设宽度的移动平均滤波；
选定单元，用于选定所述变化阈值。
优选的，所述修正模块包括：
比较单元，用于将所述当前电流值与所述前一电流值进行比较；
增加单元，用于如所述当前电流值小于所述前一电流值，则加大所述自整定起始角；
减小单元，用于如所述当前电流值大于所述前一电流值，则减小所述自整定起始角。
优选的，所述减小单元用于将所述自整定起始角减小到原来的一半。
从上述技术方案可以看出，本申请提供了一种永磁同步磁阻电机的电流控制方法及系统，该电流控制方法为当永磁同步磁阻电机的负载稳定时，执行自整定最大转矩电流比算法，并将永磁同步磁阻电机的驱动电流作为前一电流值进行保存；选取自整定起始角；以自整定起始角启动最大转矩电流比算法；驱动电流稳定后，将当前的驱动电流的电流值记录为当前电流值；设定驱动电流的变化阈值；计算当前电流值与前一电流值之间的差值，并将差值与变化阈值进行比较；如差值小于变化阈值则保存最大转矩电流比角度；如差值大于变化阈值则修正自整定起始角，将当前电流值作为前一电流值，并返回到以自整定起始角启动最大转矩电流比算法步骤。本方法及系统不依赖永磁同步磁阻电机的电机参数，因此能够克服传统的最大转矩电流比控制方法因为需要依赖电机参数的准确变化曲线而导致的鲁棒性较低的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种永磁同步磁阻电机的电流控制方法的流程图；
图2为本申请另一实施例提供的一种永磁同步磁阻电机的电流控制方法的流程图；
图3为本申请又一实施例提供的一种永磁同步磁阻电机的电流控制系统的结构图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
实施例一
图1为本申请实施例提供的一种永磁同步磁阻电机的电流控制方法的流程图。
如图1所示，本实施例提供的电流控制方法包括如下步骤：
S101：执行自整定最大转矩电流比算法。
当永磁同步磁阻电机的负载稳定时，执行自自整定最大转矩电流比算法，并记录永磁同步磁阻电机的驱动电流，将此时的驱动电流作为前一电流值进行保存。
S102：选取自整定起始角。
根据该永磁同步磁阻电机的凸极比选取自整定起始角。
S103：启动最大转矩电流比算法。
S104：记录当前电流值。
当该永磁同步磁阻电机的驱动电流稳定后，将当前的驱动电流的电流值记录为当前电流值。
S105：设定驱动电流的变化阈值。
将该永磁同步磁阻电机的驱动电流的电流值进行预设宽度的移动平均滤波；然后根据滤波结果选定所述变化阈值。
S106：将差值与变化阈值进行比较。
计算所述当前电流值与所述前一电流值之间的差值，并将差值与所述变化阈值进行比较。
S107：保存最大转矩电流比角度。
如果该差值小于该变化阈值，则保存最大转矩电流比角度。
S108：修正最大转矩电流比角度。
如果该差值大于变化阈值则修正自整定起始角，并将当前电流值作为前一电流值，然后返回步骤S103。
从上述技术方案可以看出，本实施例提供了一种永磁同步磁阻电机的电流控制方法，该电流控制方法为当永磁同步磁阻电机的负载稳定时，执行自自整定最大转矩电流比算法，并将永磁同步磁阻电机的驱动电流作为前一电流值进行保存；选取自整定起始角；以自整定起始角启动最大转矩电流比算法；驱动电流稳定后，将当前的驱动电流的电流值记录为当前电流值；设定驱动电流的变化阈值；计算当前电流值与前一电流值之间的差值，并将差值与变化阈值进行比较；如差值小于变化阈值则保存最大转矩电流比角度；如差值大于变化阈值则修正自整定起始角，将当前电流值作为前一电流值，并返回到以自整定起始角启动最大转矩电流比算法步骤。本方法不依赖永磁同步磁阻电机的电机参数，因此能够克服传统的最大转矩电流比控制方法因为需要依赖电机参数的准确变化曲线而导致的鲁棒性较低的问题。
本控制方法利用电流矢量与观测角度的绝对位置替代了以前易受观测精度影响的相对位置，确保了永磁同步磁阻电机可以在无位置观测器观测结果出现误差时很好的保证其运行效率。
通过引入移动平均滤波加滞环控制改善了原有最大转矩电流比搜索法造成的电流震荡现象。根据电机的凸极比预估初始扫描角度，能够避免每次扫描从90°开始带来的自整定时间长的问题。
实施例二
图2为本申请另一实施例提供的一种永磁同步磁阻电机的电流控制方法的流程图。
如图2所示，本实施例提供的电流控制方法包括如下步骤：
S201：执行自整定最大转矩电流比算法。
当永磁同步磁阻电机的负载稳定时，执行自整定最大转矩电流比算法，并记录永磁同步磁阻电机的驱动电流，将此时的驱动电流作为前一电流值进行保存。
S202：选取自整定起始角。
根据该永磁同步磁阻电机的凸极比选取自整定起始角。
S203：启动最大转矩电流比算法。
S204：记录当前电流值。
当该永磁同步磁阻电机的驱动电流稳定后，将当前的驱动电流的电流值记录为当前电流值。
S205：设定驱动电流的变化阈值。
将该永磁同步磁阻电机的驱动电流的电流值进行预设宽度的移动平均滤波；然后根据滤波结果选定所述变化阈值。
S206：将差值与变化阈值进行比较。
计算所述当前电流值与所述前一电流值之间的差值，并将差值与所述变化阈值进行比较。
S207：保存最大转矩电流比角度。
如果该差值小于该变化阈值，则保存最大转矩电流比角度。
S208：将当前电流值与前一电流值进行比较。
如果该差值大于该变化阈值，则将当前电流值与前一电流值进行比较。
S209：加大自整定起始角。
如果当前电流值小于前一电流值，则加大自整定起始角，并将当前电流值作为前一电流值，然后返回步骤S203。
S210：减小自整定起始角。
如果当前电流值大于前一电流值，则减小自整定起始角，并将当前电流值作为前一电流值，然后返回步骤S203。其中减小自整定起始角时，将自整定起始角减小为原来的一半。
实施例三
图3为本申请又一实施例提供的一种永磁同步磁阻电机的电流控制系统的结构图。
如图3所示，本实施例提供的永磁同步磁阻电机包括记录执行模块10、选取模块20、启动模块30、记录模块40、设定模块50、计算比较模块60、保存模块70和修正模块80。
记录执行模块10用于执行自自整定最大转矩电流比算法。
当永磁同步磁阻电机的负载稳定时，执行自整定最大转矩电流比算法，并记录永磁同步磁阻电机的驱动电流，将此时的驱动电流作为前一电流值进行保存。
选取模块20用于选取自整定起始角。
根据该永磁同步磁阻电机的凸极比选取自整定起始角。
启动模块30用于启动最大转矩电流比算法。
记录模块40用于记录当前电流值。
当该永磁同步磁阻电机的驱动电流稳定后，将当前的驱动电流的电流值记录为当前电流值。
设定模块50用于设定驱动电流的变化阈值。
其中包括滤波单元(未示出)和选定单元(未示出)。滤波单元用于将该永磁同步磁阻电机的驱动电流的电流值进行预设宽度的移动平均滤波；选定单元用根据滤波结果选定所述变化阈值。
计算比较模块60用于将当前电流值与前一电流值之间的差值与变化阈值进行比较。首先计算所述当前电流值与所述前一电流值之间的差值，然后并将差值与所述变化阈值进行比较。
保存模块70用于保存最大转矩电流比角度。
如果该差值小于该变化阈值，则保存最大转矩电流比角度。
修正模块80用于修正最大转矩电流比角度。如果该差值大于变化阈值则修正自整定起始角，并将当前电流值作为前一电流值，然后控制启动模块30以自整定起始角启动最大转矩电流比算法。
具体包括比较单元(未示出)、增加单元(未示出)和减小单元(未示出)。比较单元用于将当前电流值与前一电流值进行比较；增加单元用于如当前电流值小于前一电流值时加大自整定起始角；减小单元用于如当前电流值大于前一电流值时减小自整定起始角。减小自整定起始角的方式为将自整定起始角减少为原来的一半。
从上述技术方案可以看出，本实施例提供了一种永磁同步磁阻电机的电流控制系统，该电流控制系统为当永磁同步磁阻电机的负载稳定时，执行自自整定最大转矩电流比算法，并将永磁同步磁阻电机的驱动电流作为前一电流值进行保存；选取自整定起始角；以自整定起始角启动最大转矩电流比算法；驱动电流稳定后，将当前的驱动电流的电流值记录为当前电流值；设定驱动电流的变化阈值；计算当前电流值与前一电流值之间的差值，并将差值与变化阈值进行比较；如差值小于变化阈值则保存最大转矩电流比角度；如差值大于变化阈值则修正自整定起始角，将当前电流值作为前一电流值，并返回到以自整定起始角启动最大转矩电流比算法步骤。本系统不依赖永磁同步磁阻电机的电机参数，因此能够克服传统的最大转矩电流比控制方法因为需要依赖电机参数的准确变化曲线而导致的鲁棒性较低的问题。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种永磁同步磁阻电机的电流控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
当所述永磁同步磁阻电机的负载稳定时，执行自整定最大转矩电流比算法，并将所述永磁同步磁阻电机的驱动电流作为前一电流值进行保存；
选取自整定起始角；
以所述自整定起始角启动所述最大转矩电流比算法；
所述驱动电流稳定后，将当前的驱动电流的电流值记录为当前电流值；
设定所述驱动电流的变化阈值；
计算所述当前电流值与所述前一电流值之间的差值，并将所述差值与所述变化阈值进行比较；
如所述差值小于所述变化阈值则保存最大转矩电流比角度；
如所述差值大于所述变化阈值则修正所述自整定起始角，将所述当前电流值作为所述前一电流值，并返回到所述以所述自整定起始角启动所述最大转矩电流比算法步骤。
2.如权利要求1所述的电流控制方法，其特征在于，所述选取自整定起始角，包括：
根据所述永磁同步磁阻电机的凸极比选取所述自整定起始角。
3.如权利要求1所述的电流控制方法，其特征在于，所述设定所述驱动电流的变化阈值，包括：
将所述驱动电流的电流值进行预设宽度的移动平均滤波；
选定所述变化阈值。
4.如权利要求1所述的电流控制方法，其特征在于，所述如所述差值大于所述变化阈值则修正所述自整定起始角，包括：
将所述当前电流值与所述前一电流值进行比较；
如所述当前电流值小于所述前一电流值，则加大所述自整定起始角；
如所述当前电流值大于所述前一电流值，则减小所述自整定起始角。
5.如权利要求4所述的电流控制方法，其特征在于，所述则减小所述自整定起始角，包括：
将所述自整定起始角减小到原来的一半。
6.一种永磁同步磁阻电机的电流控制系统，其特征在于，包括如下步骤：
记录执行模块，用于当所述永磁同步磁阻电机的负载稳定时，执行自整定最大转矩电流比算法，并将所述永磁同步磁阻电机的驱动电流作为前一电流值进行保存；
选取模块，用于选取自整定起始角；
启动模块，用于以所述自整定起始角启动所述最大转矩电流比算法；
记录模块，用于当所述驱动电流稳定后，将当前的驱动电流的电流值记录为当前电流值；
设定模块，用于设定所述驱动电流的变化阈值；
计算比较模块，用于计算所述当前电流值与所述前一电流值之间的差值，并将所述差值与所述变化阈值进行比较；
保存模块，用于如所述差值小于所述变化阈值则保存最大转矩电流比角度；
修正模块，用于如所述差值大于所述变化阈值则修正所述自整定起始角，将所述当前电流值作为所述前一电流值，并控制所述启动模块以所述自整定起始角启动所述最大转矩电流比算法。
7.如权利要求6所述的电流控制系统，其特征在于，所述选取模块用于根据所述永磁同步磁阻电机的凸极比选取所述自整定起始角。
8.如权利要求6所述的电流控制系统，其特征在于，所述设定模块包括：
滤波单元，用于将所述驱动电流的电流值进行预设宽度的移动平均滤波；
选定单元，用于选定所述变化阈值。
9.如权利要求6所述的电流控制系统，其特征在于，所述修正模块包括：
比较单元，用于将所述当前电流值与所述前一电流值进行比较；
增加单元，用于如所述当前电流值小于所述前一电流值，则加大所述自整定起始角；
减小单元，用于如所述当前电流值大于所述前一电流值，则减小所述自整定起始角。
10.如权利要求9所述的电流控制系统，其特征在于，所述减小单元用于将所述自整定起始角减小到原来的一半。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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