CN107181439A - 一种永磁同步电机控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了永磁同步电机控制方法及系统,该方法包括:根据接收的给定转矩和反馈转矩进行闭环控制输出q轴给定电流,根据q轴给定电流计算得到d轴最优电流;对q轴给定电流以及d轴最优电流进行修正并利用修正结果以及对应反馈电流进行闭环控制得到q轴磁链给定、d轴磁链给定、q轴电流给定和d轴电流给定;根据磁链给定和电流给定以及对应反馈磁链,计算q轴输出电压和d轴输出电压;根据q轴输出电压和d轴输出电压,利用SVPWM控制方法计算得到相应的开关脉冲,并将开关脉冲发送给对应逆变器;将电流控制和直接转矩控制结合起来,实现对转矩和电流的同时控制,解决一般直接转矩控制方法中的全部缺点。
Description
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控制方法及系统。
背景技术
永磁同步电机即由永磁体励磁产生同步旋转磁场的同步电机,永磁同步电机可以将电机整体地安装在轮轴上,形成整体直驱系统,即一个轮轴就是一个驱动单元,省去了一个齿轮箱。其具有功率效率高以及功率因数高;发热小,对应电机冷却系统结构简单、体积小、噪声小;允许的过载电流大,可靠性显著提高;由于没有齿轮箱,可对转向架系统随意设计:如柔式转向架、单轴转向架,使列车动力性能大大提高等特点,广泛使用在机车中。
目前,直接转矩控制(DTC)在异步电机控制中已经很成熟,但应用在永磁同步电机控制中还存在以下问题:
第一:转矩谐波较大;
第二:需要更改磁链给定大小,实现永磁电机最大转矩电流比(MTPA)控制;
第三:对电机定子电流大小无法直接控制。
对于上述问题二要实现MTPA控制,就不能采用恒磁通控制,要根据运行工况实时优化磁链给定大小。由于永磁同步电机定子磁链大小和转矩大小的数学表达式非常复杂,目前只能通过曲线拟合的方式得到磁链给定。该方法能减小在恒磁通控制下电机电流偏大的问题,但在实际工程应用中,由于电机参数误差、磁链观测偏差等无法保证实际电流准确地按照MTPA曲线运行,因而该适应性较差。对于问题三由于直接转矩控制策略本身不直接控制电流造成的,因此无法像矢量控制技术那样,直接对电机电流进行限制和保护。在负载异常过大时,可能会导致电机电流超过限定值,严重时可能会发生过流。因此,如何解决上述技术问题,是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种永磁同步电机控制方法及系统,将电流控制和直接转矩控制结合起来,实现对转矩和电流的同时控制,解决一般直接转矩控制方法中的全部缺点。
为解决上述技术问题,本发明提供一种永磁同步电机控制方法,所述方法包括:
根据接收的给定转矩和反馈转矩,进行闭环控制输出q轴给定电流,并根据所述q轴给定电流计算得到d轴最优电流;
对所述q轴给定电流以及所述d轴最优电流进行修正,并利用修正结果以及对应反馈电流进行闭环控制得到q轴磁链给定、d轴磁链给定、q轴电流给定和d轴电流给定;
根据所述q轴磁链给定、所述d轴磁链给定、所述q轴电流给定、所述d轴电流给定以及对应反馈磁链,计算q轴输出电压和d轴输出电压;
根据所述q轴输出电压和所述d轴输出电压,利用SVPWM控制方法计算得到相应的开关脉冲,并将所述开关脉冲发送给对应逆变器。
可选的,根据所述q轴给定电流计算得到d轴最优电流,包括:
根据所述q轴给定电流Iq,mtpa *利用公式Id,mtpa *=-kmtpa|Iq,mtpa *|计算得到d轴最优电流Id,mtpa *;其中,kmtpa为比例系数。
可选的,利用修正结果以及对应反馈电流进行闭环控制得到q轴磁链给定、d轴磁链给定、q轴电流给定和d轴电流给定,包括:
利用修正结果以及对应反馈电流,按照MTPA曲线进行闭环控制得到q轴电流给定Iqm *和d轴电流给定Idm *;
根据所述q轴电流给定Iqm *以及q轴电感Lq,利用公式ψq *=LqIqm *计算得到q轴磁链给定ψq *;
根据所述d轴电流给定Idm *以及d轴电感Ld,利用公式ψd *=LdIdm *+ψf计算得到d轴磁链给定ψd *;其中,ψf为永磁体磁链幅值。
可选的,根据所述q轴磁链给定、所述d轴磁链给定、所述q轴电流给定、所述d轴电流给定以及对应反馈磁链,计算q轴输出电压和d轴输出电压,包括:
根据所述q轴磁链给定ψq *、所述q轴电流给定Iqm *以及q轴反馈磁链ψq,利用公式计算q轴给定电压Uq *;
根据所述d轴磁链给定ψd *、所述d轴电流给定Idm *以及d轴反馈磁链ψd,利用公式计算d轴给定电压Ud *;
通过位置信号θR对所述q轴给定电压Uq *以及d轴给定电压Ud *进行坐标变换得到α轴输出电压Uα *和β轴输出电压Uβ *;
其中,Rs为定子电阻,Tp为PWM开关周期,ωR为转子电角速度。
可选的,所述反馈转矩、所述反馈电流以及所述反馈磁链的获取,包括:
根据采样的永磁同步电机的电流、电压、转子电角速度以及位置信号计算所述反馈转矩、所述反馈电流以及所述反馈磁链。
可选的,对所述q轴给定电流以及所述d轴最优电流进行修正,包括:
根据前一次计算得到的q轴磁链给定和d轴磁链给定,计算磁链幅值给定和负载角;
对所述磁链幅值给定进行闭环控制得到磁链修正值;
根据所述磁链修正值以及所述负载角,计算q轴修正电流和d轴修正电流;
利用所述q轴修正电流和所述d轴修正电流对所述q轴给定电流以及所述d轴最优电流进行修正。
可选的,根据所述磁链修正值以及所述负载角,计算q轴修正电流和d轴修正电流,包括:
根据所述磁链修正值以及所述负载角δ*,利用公式计算q轴修正电流和利用公式计算d轴修正电流
其中,Ld为d轴电感,Lq为q轴电感。
本发明还提供一种永磁同步电机控制系统,所述系统包括:
d轴最优电流计算模块,用于根据接收的给定转矩和反馈转矩,进行闭环控制输出q轴给定电流,并根据所述q轴给定电流计算得到d轴最优电流;
磁链给定计算模块,用于对所述q轴给定电流以及所述d轴最优电流进行修正,并利用修正结果以及对应反馈电流进行闭环控制得到q轴磁链给定、d轴磁链给定、q轴电流给定和d轴电流给定;
输出电压计算模块,用于根据所述q轴磁链给定、所述d轴磁链给定、所述q轴电流给定、所述d轴电流给定以及对应反馈磁链,计算q轴输出电压和d轴输出电压;
SVPWM调制模块,用于根据所述q轴输出电压和所述d轴输出电压,利用SVPWM控制方法计算得到相应的开关脉冲,并将所述开关脉冲发送给对应逆变器。
可选的,所述磁链给定计算模块,包括:
电流给定计算单元,用于利用修正结果以及对应反馈电流,按照MTPA曲线进行闭环控制得到q轴电流给定Iqm *和d轴电流给定Idm *;
磁链给定计算单元,用于根据所述q轴电流给定Iqm *以及q轴电感Lq,利用公式ψq *=LqIqm *计算得到q轴磁链给定ψq *;根据所述d轴电流给定Idm *以及d轴电感Ld,利用公式ψd *=LdIdm *+ψf计算得到d轴磁链给定ψd *;其中,ψf为永磁体磁链幅值。
可选的,所述输出电压计算模块,包括:
给定电压计算单元,用于根据所述q轴磁链给定ψq *、所述q轴电流给定Iqm *以及q轴反馈磁链ψq,利用公式计算q轴给定电压Uq *;根据所述d轴磁链给定ψd *、所述d轴电流给定Idm *以及d轴反馈磁链ψd,利用公式计算d轴给定电压Ud *;
输出电压计算单元,用于通过位置信号θR对所述q轴给定电压Uq *以及d轴给定电压Ud *进行坐标变换得到α轴输出电压Uα *和β轴输出电压Uβ *;
其中,Rs为定子电阻,Tp为PWM开关周期,ωR为转子电角速度。
本发明所提供的一种永磁同步电机控制方法,包括:根据接收的给定转矩和反馈转矩进行闭环控制输出q轴给定电流,根据q轴给定电流计算得到d轴最优电流;对q轴给定电流以及d轴最优电流进行修正并利用修正结果以及对应反馈电流进行闭环控制得到q轴磁链给定、d轴磁链给定、q轴电流给定和d轴电流给定;根据磁链给定和电流给定以及对应反馈磁链,计算q轴输出电压和d轴输出电压;根据q轴输出电压和d轴输出电压,利用SVPWM控制方法计算得到相应的开关脉冲,并将开关脉冲发送给对应逆变器。
可见,该方法将电流控制和直接转矩控制结合起来,实现对转矩和电流的同时控制,解决一般直接转矩控制方法中的全部缺点,即解决现有技术中转矩谐波大,难以准确实现MTPA控制以及电机电流大小无法控制,容易超限甚至过流的问题。本发明还提供一种永磁同步电机控制系统,具有上述有益效果,在此不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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发明的实施例,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,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所提供的永磁同步电机控制方法的流程图;
图2为本发明实施例所提供的修正电流以及修正电流计算过程示意图;
图3为本发明实施例所提供的q轴磁链给定、d轴磁链给定、q轴电流给定和d轴电流给定计算过程示意图;
图4为本发明实施例所提供的q轴输出电压和d轴输出电压计算过程示意图;
图5为本发明实施例所提供的基于电流闭环的直接转矩控制方法过程示意图;
图6为本发明实施例所提供的永磁同步电机控制系统的结构框图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种永磁同步电机控制方法及系统,将电流控制和直接转矩控制结合起来,实现对转矩和电流的同时控制,解决一般直接转矩控制方法中的全部缺点。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本实施例并不限定可以是具有计算能力的控制器,例如PI控制器(其中PI调节器是一种线性控制器,它根据给定值与实际输出值构成控制偏差,将偏差的比例(P)和积分(I)通过线性组合构成控制量,对被控对象进行控制)。本实施例结合矢量控制和直接转矩的优点,对输出电流直接进行控制,从而可以实现对最大电流的限制和保护。其中通过反馈实现电流闭环控制,能够补偿系统模型误差,准确实现MTPA控制策略,且电流闭环处理,能够降低电流谐波;在计算磁链给定时主要由给定电流决定,电流闭环补偿动态响应能力,因而可以保证本方法的高动态响应能力。并最终通过电流修正能实现全速度段运行。请参考图1,图1为本发明实施例所提供的永磁同步电机控制方法的流程图;该方法可以包括:
S100、根据接收的给定转矩和反馈转矩,进行闭环控制输出q轴给定电流,并根据q轴给定电流计算得到d轴最优电流。
具体的,为了使闭环控制的效果更佳准确,本实施例中不仅利用给定转矩来计算q轴给定电流,还通过反馈转矩来提高给定转矩的准确性。其中,反馈转矩可以根据转子电角速度以及位置信号计算得到。进而根据q轴给定电流计算得到d轴最优电流。可选的,根据q轴给定电流Iq,mtpa *利用公式Id,mtpa *=-kmtpa|Iq,mtpa *|计算得到d轴最优电流Id,mtpa *;其中,kmtpa为比例系数,可以通过试验或根据电机参数计算获得。即d轴最优电流Id,mtpa *关于q轴给定电流Iq,mtpa *的MTPA曲线可以通过上述公式计算。
S110、对q轴给定电流以及d轴最优电流进行修正,并利用修正结果以及对应反馈电流进行闭环控制得到q轴磁链给定、d轴磁链给定、q轴电流给定和d轴电流给定。
其中,本实施例并不限定具体的修正过程,用户可以根据反馈计算结果对q轴给定电流以及d轴最优电流进行修正。可选的,q轴给定电流以及d轴最优电流进行修正可以包括:
根据前一次计算得到的q轴磁链给定和d轴磁链给定,计算磁链幅值给定和负载角;
对磁链幅值给定进行闭环控制得到磁链修正值;
根据磁链修正值以及负载角,计算q轴修正电流和d轴修正电流;
利用q轴修正电流和d轴修正电流对q轴给定电流以及d轴最优电流进行修正。
具体的,本实施例也通过对d轴和q轴的给定电流进行修正来提高闭环控制的精度。该步骤具体过程可以是对q轴给定电流Iq,mtpa *加上修正电流ΔIq *以及d轴最优电流Id,mtpa *加上修正电流从而得到q轴最终给定电流Iq *和d轴最终给定电流Id *。通过对最终给定电流Iq *、Id *和反馈电流Id、Iq闭环控制得到q轴磁链给定ψq *、d轴磁链给定ψd *、q轴电流给定Iqm *和d轴电流给定Idm *。
请参考图2,给出了修正电流以及修正电流的计算过程。具体过程如下:
根据磁链修正值以及负载角δ*,利用公式计算q轴修正电流和利用公式计算d轴修正电流
其中,Ld为d轴电感,Lq为q轴电感。
具体的,首先计算磁链幅值给定和负载角δ*,具体公式可以是:δ*=atan(ψq *,ψd *)。然后对磁链幅值给定进行闭环控制,其中最大磁链限制值计算公式为:其中,Umax为逆变器能输出的最大电压。弱磁闭环输出磁链修正值最大值为0,需要弱磁时自动小于0,那么dq轴电流修正值为
具体原理请参考图3,以PI控制器为例说明上述过程。
利用修正结果(Iq *,Id *)以及对应反馈电流(Iq,Id),按照MTPA曲线进行闭环控制得到q轴电流给定Iqm *和d轴电流给定Idm *;
根据q轴电流给定Iqm *以及q轴电感Lq,利用公式ψq *=LqIqm *计算得到q轴磁链给定ψq *;
根据d轴电流给定Idm *以及d轴电感Ld,利用公式ψd *=LdIdm *+ψf计算得到d轴磁链给定ψd *;其中,ψf为永磁体磁链幅值。
具体的,q轴电流给定Iqm *和d轴电流给定Idm *为经过电流闭环补偿的dq轴电流给定,并进行了最大值限制。即首先,电流PI控制器对电流进行闭环控制,补偿电机参数偏差、磁链观测偏差等系统误差,提高系统动态响应能力。通过对电流进行闭环控制,可以保证电机电流准确地按照MTPA曲线运行,并且减小电流谐波,同时限制电机电流的大小,防止电机电流过流。其中,MTPA(Maximum Torque Per Ampere):最大转矩电流比,是指用最少的定子电流输出目标转矩。它的优点:降低电气损耗,减小电机定子绕组发热,降低逆变器的额定功率需求。
S120、根据q轴磁链给定、d轴磁链给定、q轴电流给定、d轴电流给定以及对应反馈磁链,计算q轴输出电压和d轴输出电压。
具体的,该步骤中q轴输出电压和d轴输出电压原理可以参考图4,以PI控制器为例说明上述过程。
根据q轴磁链给定ψq *、q轴电流给定Iqm *以及q轴反馈磁链ψq,利用公式计算q轴给定电压Uq *;
根据d轴磁链给定ψd *、d轴电流给定Idm *以及d轴反馈磁链ψd,利用公式计算d轴给定电压Ud *;
通过位置信号θR对q轴给定电压Uq *以及d轴给定电压Ud *进行坐标变换得到α轴输出电压Uα *和β轴输出电压Uβ *;
其中,Rs为定子电阻,Tp为PWM开关周期,ωR为转子电角速度。
其中,q轴反馈磁链ψq,d轴反馈磁链ψd通过反馈计算获取,ωR为转子电角速度及位置信号θR可以通过对永磁同步电机的采样获取。
本实施例中上述各步骤中的反馈转矩、反馈电流以及反馈磁链的获取可以包括:
根据采样的永磁同步电机的电流、电压、转子电角速度以及位置信号计算反馈转矩、反馈电流以及反馈磁链。
S130、根据q轴输出电压和d轴输出电压,利用SVPWM控制方法计算得到相应的开关脉冲,并将开关脉冲发送给对应逆变器,从而实现对永磁同步电机的控制。
其中,SVPWM即空间矢量调制技术,一种常用的PWM调制技术,根据给定电压计算出逆变器驱动开关信号。其主要思想是以三相对称正弦波电压供电时三相对称电动机定子理想磁链圆为参考标准,以三相逆变器不同开关模式作适当的切换,从而形成PWM波,以所形成的实际磁链矢量来追踪其准确磁链圆。传统的SPWM方法从电源的角度出发,以生成一个可调频调压的正弦波电源,而SVPWM方法将逆变系统和交流电机看作一个整体来考虑,模型比较简单,也便于微处理器的实时控制。
具体上述过程可以参考图5,基于电流闭环的直接转矩控制方法过程即本实施例提出的永磁同步电机控制方法,其中弱磁控制可以理解为修正电流以及修正电流的计算。
基于上述技术方案,本发明实施例提供的永磁同步电机控制方法,结合矢量控制和直接转矩的优点,对输出电流直接进行控制,从而可以实现对最大电流的限制和保护。其中通过反馈实现电流闭环控制,能够补偿系统模型误差,准确实现MTPA控制策略,且电流闭环处理,能够降低电流谐波;在计算磁链给定时主要由给定电流决定,电流闭环补偿动态响应能力,因而可以保证本方法的高动态响应能力。并最终通过电流修正进行弱磁控制能实现全速度段运行。
下面对本发明实施例提供的永磁同步电机控制系统进行介绍,下文描述的永磁同步电机控制系统与上文描述的永磁同步电机控制方法可相互对应参照。
请参考图6,图6为本发明实施例所提供的永磁同步电机控制系统的结构框图;该系统可以包括:
d轴最优电流计算模块100,用于根据接收的给定转矩和反馈转矩,进行闭环控制输出q轴给定电流,并根据q轴给定电流计算得到d轴最优电流;
磁链给定计算模块200,用于对q轴给定电流以及d轴最优电流进行修正,并利用修正结果以及对应反馈电流进行闭环控制得到q轴磁链给定、d轴磁链给定、q轴电流给定和d轴电流给定;
输出电压计算模块300,用于根据q轴磁链给定、d轴磁链给定、q轴电流给定、d轴电流给定以及对应反馈磁链,计算q轴输出电压和d轴输出电压;
SVPWM调制模块400,用于根据q轴输出电压和d轴输出电压,利用SVPWM控制方法计算得到相应的开关脉冲,并将开关脉冲发送给对应逆变器。
基于上述实施例,磁链给定计算模块200可以包括:
电流给定计算单元,用于利用修正结果以及对应反馈电流,按照MTPA曲线进行闭环控制得到q轴电流给定Iqm *和d轴电流给定Idm *;
磁链给定计算单元,用于根据q轴电流给定Iqm *以及q轴电感Lq,利用公式ψq *=LqIqm *计算得到q轴磁链给定ψq *;根据d轴电流给定Idm *以及d轴电感Ld,利用公式ψd *=LdIdm *+ψf计算得到d轴磁链给定ψd *;其中,ψf为永磁体磁链幅值。
基于上述实施例,输出电压计算模块300可以包括:
给定电压计算单元,用于根据q轴磁链给定ψq *、q轴电流给定Iqm *以及q轴反馈磁链ψq,利用公式计算q轴给定电压Uq *;根据d轴磁链给定ψd *、d轴电流给定Idm *以及d轴反馈磁链ψd,利用公式计算d轴给定电压Ud *;
输出电压计算单元,用于通过位置信号θR对q轴给定电压Uq *以及d轴给定电压Ud *进行坐标变换得到α轴输出电压Uα *和β轴输出电压Uβ *;
其中,Rs为定子电阻,Tp为PWM开关周期,ωR为转子电角速度。
基于上述任意实施例,该系统还可以包括:
修正模块,用于根据采样的永磁同步电机的电流、电压、转子电角速度以及位置信号计算所述反馈转矩、所述反馈电流以及所述反馈磁链。
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。对于实施例公开的装置而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现,为了清楚地说明硬件和软件的可互换性,在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块,或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上对本发明所提供的一种永磁同步电机控制方法及系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种永磁同步电机控制方法,其特征在于,所述方法包括:
根据接收的给定转矩和反馈转矩,进行闭环控制输出q轴给定电流,并根据所述q轴给定电流计算得到d轴最优电流;
对所述q轴给定电流以及所述d轴最优电流进行修正,并利用修正结果以及对应反馈电流进行闭环控制得到q轴磁链给定、d轴磁链给定、q轴电流给定和d轴电流给定;
根据所述q轴磁链给定、所述d轴磁链给定、所述q轴电流给定、所述d轴电流给定以及对应反馈磁链,计算q轴输出电压和d轴输出电压;
根据所述q轴输出电压和所述d轴输出电压,利用SVPWM控制方法计算得到相应的开关脉冲,并将所述开关脉冲发送给对应逆变器。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述q轴给定电流计算得到d轴最优电流,包括:
根据所述q轴给定电流Iq,mtpa *利用公式Id,mtpa *=-kmtpa|Iq,mtpa *|计算得到d轴最优电流Id,mtpa *;其中,kmtpa为比例系数。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,利用修正结果以及对应反馈电流进行闭环控制得到q轴磁链给定、d轴磁链给定、q轴电流给定和d轴电流给定,包括:
利用修正结果以及对应反馈电流,按照MTPA曲线进行闭环控制得到q轴电流给定Iqm *和d轴电流给定Idm *;
根据所述q轴电流给定Iqm *以及q轴电感Lq,利用公式ψq *=LqIqm *计算得到q轴磁链给定ψq *;
根据所述d轴电流给定Idm *以及d轴电感Ld,利用公式ψd *=LdIdm *+ψf计算得到d轴磁链给定ψd *;其中,ψf为永磁体磁链幅值。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,根据所述q轴磁链给定、所述d轴磁链给定、所述q轴电流给定、所述d轴电流给定以及对应反馈磁链,计算q轴输出电压和d轴输出电压,包括:
根据所述q轴磁链给定ψq *、所述q轴电流给定Iqm *以及q轴反馈磁链ψq,利用公式计算q轴给定电压Uq *;
根据所述d轴磁链给定ψd *、所述d轴电流给定Idm *以及d轴反馈磁链ψd,利用公式计算d轴给定电压Ud *;
通过位置信号θR对所述q轴给定电压Uq *以及d轴给定电压Ud *进行坐标变换得到α轴输出电压Uα *和β轴输出电压Uβ *;
其中,Rs为定子电阻,Tp为PWM开关周期,ωR为转子电角速度。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法,其特征在于,所述反馈转矩、所述反馈电流以及所述反馈磁链的获取,包括:
根据采样的永磁同步电机的电流、电压、转子电角速度以及位置信号计算所述反馈转矩、所述反馈电流以及所述反馈磁链。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,对所述q轴给定电流以及所述d轴最优电流进行修正,包括:
根据前一次计算得到的q轴磁链给定和d轴磁链给定,计算磁链幅值给定和负载角;
对所述磁链幅值给定进行闭环控制得到磁链修正值;
根据所述磁链修正值以及所述负载角,计算q轴修正电流和d轴修正电流;
利用所述q轴修正电流和所述d轴修正电流对所述q轴给定电流以及所述d轴最优电流进行修正。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,根据所述磁链修正值以及所述负载角,计算q轴修正电流和d轴修正电流,包括:
根据所述磁链修正值以及所述负载角δ*,利用公式计算q轴修正电流和利用公式计算d轴修正电流
其中,Ld为d轴电感,Lq为q轴电感。
8.一种永磁同步电机控制系统,其特征在于,所述系统包括:
d轴最优电流计算模块,用于根据接收的给定转矩和反馈转矩,进行闭环控制输出q轴给定电流,并根据所述q轴给定电流计算得到d轴最优电流;
磁链给定计算模块,用于对所述q轴给定电流以及所述d轴最优电流进行修正,并利用修正结果以及对应反馈电流进行闭环控制得到q轴磁链给定、d轴磁链给定、q轴电流给定和d轴电流给定;
输出电压计算模块,用于根据所述q轴磁链给定、所述d轴磁链给定、所述q轴电流给定、所述d轴电流给定以及对应反馈磁链,计算q轴输出电压和d轴输出电压;
SVPWM调制模块,用于根据所述q轴输出电压和所述d轴输出电压,利用SVPWM控制方法计算得到相应的开关脉冲,并将所述开关脉冲发送给对应逆变器。
9.根据权利要求8所述的系统,其特征在于,所述磁链给定计算模块,包括:
电流给定计算单元,用于利用修正结果以及对应反馈电流,按照MTPA曲线进行闭环控制得到q轴电流给定Iqm *和d轴电流给定Idm *;
磁链给定计算单元,用于根据所述q轴电流给定Iqm *以及q轴电感Lq,利用公式ψq *=LqIqm *计算得到q轴磁链给定ψq *;根据所述d轴电流给定Idm *以及d轴电感Ld,利用公式ψd *=LdIdm *+ψf计算得到d轴磁链给定ψd *;其中,ψf为永磁体磁链幅值。
10.根据权利要求9所述的系统,其特征在于,所述输出电压计算模块,包括:
给定电压计算单元,用于根据所述q轴磁链给定ψq *、所述q轴电流给定Iqm *以及q轴反馈磁链ψq,利用公式计算q轴给定电压Uq *;根据所述d轴磁链给定ψd *、所述d轴电流给定Idm *以及d轴反馈磁链ψd,利用公式计算d轴给定电压Ud *;
输出电压计算单元,用于通过位置信号θR对所述q轴给定电压Uq *以及d轴给定电压Ud *进行坐标变换得到α轴输出电压Uα *和β轴输出电压Uβ *;
其中,Rs为定子电阻,Tp为PWM开关周期,ωR为转子电角速度。
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