CN107968610A - 高速永磁同步电机v/f控制系统的软阻尼调节方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高速永磁同步电机V/F控制系统的软阻尼调节方法及系统，本发明根据电机稳态感应电动势计算值作为V/F曲线设置的基准电压Es以保证磁通恒定；通过检测定子电流瞬时测量值，计算定子电阻压降对定子端电压进行实时动态补偿保证磁链恒定；并根据转子端准稳态小信号模型，模拟转子端转矩的阻尼作用，引入电气频率变化量反馈调节环节，根据极点配置方式设置阻尼因子，当负载或转速发生变化时，通过调节反馈环节增大转子端电磁恢复转矩，增强系统的阻尼作用，电机转速朝着恢复稳定状态的方向变化，实现软件对控制系统的阻尼调节作用，增加系统稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及种高速永磁同步电机的控制技术，具体涉及一种高速永磁同步电机V/F控制系统的软阻尼调节方法及系统，用于调节高速永磁同步电机定、转子之间的阻尼作用，增强电机运行稳定性。
背景技术
高速永磁同步电机随着转速和功率升高，变频器输出频率随之升高，而大功率IGBT的载波频率受客观因素限制，不能取太高值，因此转速升高造成载波比下降，转子磁链观测误差加大，造成系统控制性能恶化，电流振荡，严重时电机失控。因此设计一种避免转子磁链观测的控制方式很有必要。高速永磁同步电机V/F控制系统的V/F控制原理为：气隙磁通所对应的感应电动势与供电电源的频率之比为恒定值，则可保证气隙磁通恒定，因此只需给定电压和频率，电机即可按照设定V/F曲线运行，无需磁链观测。但在实际应用中，感应电动势无法直接控制，当定子电源频率较高时，感应电动势的值较大，定子电阻的压降可以忽略；当电源频率较低时，定子电阻压降在端电压中的比例不能忽视。传统开环V/F控制系统中定子端电压为忽略定子电阻压降的近似值，当定子电阻压降在定子端电压中所占的份额较大时，会导致电机欠励磁，从而引起电机振荡，严重时甚至失步，因此需要对补偿定子电压。
但是，由于高速永磁同步电机由于转子为永磁体，无转子励磁绕组，定转子间耦合度较弱，在传统开环V/F控制系统中当转速或负载突变时易发生振荡甚至失步。理论上可采用增加转子阻尼绕组的方法，增强定转子间的阻尼作用，确保定转子间的电气频率同步，但是该方法存在设计困难和效率问题，在高速系统中并不适用，因此需要设计一种软件控制算法增强定、转子之间的阻尼作用，即实现控制系统的软阻尼调节。
发明内容
本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种高速永磁同步电机V/F控制系统的软阻尼调节方法及系统，本发明根据电机稳态感应电动势计算值作为V/F曲线设置的基准电压Es，使Es/f＝常值，保证磁通恒定；通过检测定子电流瞬时测量值，计算定子电阻压降对定子端电压进行实时动态补偿，保证磁链恒定；并根据转子端准稳态小信号模型，模拟转子端转矩的阻尼作用，引入电气频率变化量反馈调节环节，根据极点配置方式设置阻尼因子，当负载或转速发生变化时，通过调节反馈环节增大转子端电磁恢复转矩，增强系统的阻尼作用，电机转速朝着恢复稳定状态的方向变化，实现软件对控制系统的阻尼调节作用，增加系统稳定性。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
本发明提供一种高速永磁同步电机V/F控制系统的软阻尼调节方法，实施步骤包括：
步骤①，基于给定频率f计算定子感应电动势作为基准电压Es；
步骤②，对定子三相采样电流ias、ibs和ics进行克拉克变换得到αβ静止坐标系下的电流分量iα、iβ，根据αβ静止坐标系下的电流分量iα、iβ获取定子相电流幅值is；
步骤③，根据闭环输出的电气频率反馈量Δωe和给定频率获取定子电压旋转频率，并将定子电压旋转频率积分得到定子电压位置角θe；
步骤④，根据αβ静止坐标系下的电流分量iα、iβ和定子电压位置角θe计算定子电流有功分量
步骤⑤，根据基准电压Es、定子相电流幅值is、定子电流有功分量获取控制电压幅值Vs；
步骤⑥，根据定子电压位置角θe对控制电压幅值Vs进行极坐标变换得到αβ静止坐标系下的电压分量Vα、Vβ；
步骤⑦，根据αβ静止坐标系下的电流分量iα、iβ以及电压分量Vα、Vβ计算电机输入有功功率P；
步骤⑧，将输入有功功率P进行高通滤波得到有功功率扰动量ΔP，对有功功率扰动量ΔP进行比例调节得到闭环输出的电气频率反馈扰动量Δωe。
优选地，步骤①中基于给定频率f计算定子感应电动势函数表达式如式(1)所示；
Es＝2πfψm (1)
式(1)中，Es为作为基准电压Es的定子感应电动势，f为高速永磁同步电机的给定频率；Ψm为高速永磁同步电机的转子永磁磁通量。
优选地，步骤②中对定子三相采样电流ias、ibs和ics进行克拉克变换得到αβ静止坐标系下的电流分量iα、iβ的函数表达式如式(2)所示，根据αβ静止坐标系下的电流分量iα、iβ获取定子相电流幅值is的函数表达式如式(3)所示；
式(2)和式(3)中，iα、iβ为αβ静止坐标系下的电流分量，i0为中间变量，iA,iB,iC分别表示三相采样电流ias、ibs和ics，is为定子相电流幅值。
优选地，步骤④中根据αβ静止坐标系下的电流分量iα、iβ和定子电压位置角θe计算定子电流有功分量的函数表达式如式(4)所示；
式(4)中，为定子电流有功分量，is为定子相电流幅值，iα、iβ为αβ静止坐标系下的电流分量，θe为定子电压位置角。
优选地，步骤⑤中根据基准电压Es、定子相电流幅值is、定子电流有功分量获取控制电压幅值Vs的函数表达式如式(5)所示；
式(5)中，Vs为控制电压幅值，Rs为每相定子电阻，为定子电流有功分量，Es为基准电压，is为定子相电流幅值。
优选地，步骤⑥中根据定子电压位置角θe对控制电压幅值Vs进行极坐标变换得到αβ静止坐标系下的电压分量Vα、Vβ的函数表达式如式(6)所示；
式(6)中，Vα,Vβ为αβ静止坐标系下的电压分量，Vs为控制电压幅值，θe为定子电压位置角。
优选地，步骤⑦中根据αβ静止坐标系下的电流分量iα、iβ以及电压分量Vα、Vβ计算电机输入有功功率P的函数表达式如式(7)所示；
P＝3/2(Vαiα+Vβiβ) (7)
式(7)中，P为电机输入有功功率，iα,iβ为αβ静止坐标系下的电流分量，Vα,Vβ为αβ静止坐标系下的电压分量。
本发明还提供一种高速永磁同步电机V/F控制系统的软阻尼调节系统，包括计算机设备，其特征在于，所述计算机设备被编程以执行本发明前述高速永磁同步电机V/F控制系统的软阻尼调节方法的步骤。
本发明高速永磁同步电机V/F控制系统的软阻尼调节方法具有下述优点：
1、本发明步骤①的基准电压给定环节采用定子感应电动势作为基准电压Es，使定子感应电动势与给定频率f之比保持为恒定值，通过基准电压给定与动态电压补偿补偿相结合设置V/F控制曲线，能够使电机磁链保持恒定。
2、本发明步骤②～步骤⑤的动态电压补偿环节对定子三相采样电流ias、ibs和ics进行采样，并最终以定子相电流幅值is实现了对控制电压幅值Vs的动态补偿；
3、本发明步骤⑥～步骤⑧的软阻尼调制环节根据αβ静止坐标系下的电流分量iα、iβ以及电压分量Vα、Vβ计算电机输入有功功率P，将输入有功功率P进行高通滤波得到有功功率扰动量ΔP，对有功功率扰动量ΔP进行比例调节得到闭环输出的电气频率反馈扰动量Δωe将其反馈至输入频率端，构成转速负反馈稳定环，增强控制系统的阻尼。通过设置软阻尼调制环节，在电机转速或负载发生变化时，根据电气频率变化量反馈调节，增大电机恢复转矩作用，达到软件调制阻尼作用，增强电机运行稳定性，实现电机在全速度范围内稳定运行。
本发明高速永磁同步电机V/F控制系统的软阻尼调节系统为本发明高速永磁同步电机V/F控制系统的软阻尼调节方法对应的系统，同样也具有本发明高速永磁同步电机V/F控制系统的软阻尼调节方法的前述优点，故在此不再赘述。
附图说明
图1为本发明实施例方法的V/F控制原理图。
图2为本发明实施例方法的V/F控制流程图。
图3是考虑电压提升的V/F控制曲线图；
图4为本发明实施例考虑定子电阻压降的V/F控制定子电压动态补偿框图；
图5为本发明实施例转子端动态小信号模型；
图6为本发明实施例增加软阻尼调节的转子端动态小信号模型；
图7为本发明实施例反馈稳定环组成框图；
图8是高速永磁同步电机从静止启动，加速至给定转速(额定转速)的整个过程的仿真图，加速过程负载保持与速度同步速率增长，加速至额定转速时，负载为额定负载。
图9是采用本发明实施例方法控制高速永磁同步电机在额定转速稳定运行时突加、减1.5倍额定负载的全过程转速、转矩和电流仿真图。
具体实施方式
如图1和图2所示，本实施例高速永磁同步电机V/F控制系统的软阻尼调节方法的实施步骤包括：
步骤①，基于给定频率f计算定子感应电动势作为基准电压Es；
步骤②，对定子三相采样电流ias、ibs和ics进行克拉克变换得到αβ静止坐标系下的电流分量iα、iβ，根据αβ静止坐标系下的电流分量iα、iβ获取定子相电流幅值is；
步骤③，根据闭环输出的电气频率反馈量Δωe和给定频率获取定子电压旋转频率，并将定子电压旋转频率积分得到定子电压位置角θe；
步骤④，根据αβ静止坐标系下的电流分量iα、iβ和定子电压位置角θe计算定子电流有功分量
步骤⑤，根据基准电压Es、定子相电流幅值is、定子电流有功分量获取控制电压幅值Vs；
步骤⑥，根据定子电压位置角θe对控制电压幅值Vs进行极坐标变换得到αβ静止坐标系下的电压分量Vα、Vβ；
步骤⑦，根据αβ静止坐标系下的电流分量iα、iβ以及电压分量Vα、Vβ计算电机输入有功功率P；
步骤⑧，将输入有功功率P进行高通滤波得到有功功率扰动量ΔP，对有功功率扰动量ΔP进行比例调节得到闭环输出的电气频率反馈扰动量Δωe。
本实施例高速永磁同步电机V/F控制系统的软阻尼调节方法包括基准电压给定环节(步骤①)、定子电压动态补偿环节(步骤②～步骤⑤)和软阻尼调制环节(步骤⑥～步骤⑧)，基准电压给定环节利用电机磁链计算反电动势作为V/F基准电压值；定子电压动态补偿环节根据输出两相相电流计算控制电压的动态补偿值，实现控制电压的动态调节；软阻尼调制环节基于三相永磁同步电机转子端动态小信号模型模拟阻尼绕组的恢复转矩作用过程，增加软阻尼调制环节，通过极点配置方法合理设置阻尼因子增加驱动系统的阻尼，增强系统的稳定性。本实施例高速永磁同步电机V/F控制系统的软阻尼调节方法与传统开环控制方法相比，采用反电动势代替定子绕组端电压作为电机控制电压的基准电压值；增加了定子电阻压降在线动态补偿的定子电压控制方式，保证磁链恒定；引入了软阻尼调制环节，改善永磁同步电机因转子无阻尼绕组导致定转子之间的弱耦合，在电机转速或负载突变时产生振荡甚至失步问题，增强了控制系统的稳定性。
本实施例中，步骤①中基于给定频率f计算定子感应电动势函数表达式如式(1)所示；
Es＝2πfψm (1)
式(1)中，Es为作为基准电压Es的定子感应电动势，f为高速永磁同步电机的给定频率；Ψm为高速永磁同步电机的转子永磁磁通量。本实施例中基准电压给定环节(步骤①)根据电机稳态感应电动势计算值Es作为V/F曲线设置的基准电压值，使Es/f＝常值，保证磁通恒定。
本实施例中，步骤②中对定子三相采样电流ias、ibs和ics进行克拉克变换得到αβ静止坐标系下的电流分量iα、iβ的函数表达式如式(2)所示，根据αβ静止坐标系下的电流分量iα、iβ获取定子相电流幅值is的函数表达式如式(3)所示；
式(2)和式(3)中，iα、iβ为αβ静止坐标系下的电流分量，i0为中间变量，iA,iB,iC分别表示三相采样电流ias、ibs和ics，is为定子相电流幅值。本实施例中定子电压动态补偿环节(步骤②～步骤⑤)通过检测定子电流瞬时测量值(三相采样电流ias、ibs和ics)计算定子电阻压降对定子端电压进行实时动态补偿，有利于保证磁链恒定。
本实施例中，步骤④中根据αβ静止坐标系下的电流分量iα、iβ和定子电压位置角θe计算定子电流有功分量的函数表达式如式(4)所示；
式(4)中，为定子电流有功分量，is为定子相电流幅值，iα、iβ为αβ静止坐标系下的电流分量，θe为定子电压位置角。
本实施例中，步骤⑤中根据基准电压Es、定子相电流幅值is、定子电流有功分量获取控制电压幅值Vs的函数表达式如式(5)所示；
式(5)中，Vs为控制电压幅值，Rs为每相定子电阻，为定子电流有功分量，Es为基准电压，is为定子相电流幅值，这种基于电流实时反馈的电压补偿控制方式，可以动态调节定子电压，保证磁通恒定。
本实施例中，步骤⑥中根据定子电压位置角θe对控制电压幅值Vs进行极坐标变换得到αβ静止坐标系下的电压分量Vα、Vβ的函数表达式如式(6)所示；
式(6)中，Vα,Vβ为αβ静止坐标系下的电压分量，Vs为控制电压幅值，θe为定子电压位置角。
本实施例中，步骤⑦中根据αβ静止坐标系下的电流分量iα、iβ以及电压分量Vα、Vβ计算电机输入有功功率P的函数表达式如式(7)所示；
P＝3/2(Vαiα+Vβiβ) (7)
式(7)中，P为电机输入有功功率，iα,iβ为αβ静止坐标系下的电流分量，Vα,Vβ为αβ静止坐标系下的电压分量。本实施例中，软阻尼调制环节(步骤⑥～步骤⑧)根据转子端准稳态小信号模型，模拟转子端转矩的阻尼作用，引入电气频率变化量反馈调节环节，根据极点配置方式设置阻尼因子，当负载或转速发生变化时，通过调节反馈环节增大转子端电磁恢复转矩，增强系统的阻尼作用，电机转速朝着恢复稳定状态的方向变化，实现软件对控制系统的阻尼调节作用，增加系统稳定性。
为了满足电机在低速情况下的使用要求，在人为设定V/F曲线时，转速为零时应适当对电压进行提升，以保证电机起动时有足够的起动转矩。V/F曲线设定应根据高速永磁同步电机不同的负载情况，选择最适合的电压补偿曲线，使V/F控制系统在整个调速范围内始终可以正常工作。本实施例中，为了满足电机在低频运行情况下的使用要求，设置V/F曲线时对低速电压进行提升，补偿定子电阻上的压降，以保证电机起动时有足够的起动转矩，图3所示为目前常用的集中定子电压提升曲线图，图中纵坐标为定子电压幅值Us，横坐标为电机运行频率f。曲线①为斜率为UN/fN的一条直线；曲线②为采用自动转矩提升补偿电机定子电阻压降，在启动过程中，在加速过程中的启动阶段(0-fb)速度段对输出电压进行提升；曲线③为手动定子电压提升，在电机启动时将电机定子电压提升至Ub，以补偿定子电阻压降。本实施例中选择曲线②作为V/F曲线。
参见基准电压给定环节(步骤①)，本实施例中V/F曲线设定中基准电压给定根据电机磁通计算电机感应电动势，并在此基础上动态补偿电阻压降。
参见定子电压动态补偿环节(步骤②～步骤⑤)，本实施例中为了保证V/F控制过程磁链恒定，需要考虑定子电阻压降，对定子电压进行补偿，如图4所示。通过霍尔传感器检测出高速永磁同步电机两相定子电流，转换成两相静止坐标系分量iα,iβ，计算定子电压幅值。
为解决高速永磁同步电机V/F控制系统的转子振荡和重载失步等问题，通过对永磁同步电机转子部分准稳态小信号模型分析，模拟转子端阻尼作用，引入电气频率反馈调节环，采用极点配置方法设置相关参数，增大恢复转矩，增强定、转子间的阻尼作用，使转子转速朝着恢复稳定状态的方向变化，即通过软件调节系统阻尼实现V/F控制系统的稳定性控制。软阻尼调节首先对高速永磁同步电机线性化系统进行分析，其中永磁同步电机线性化数学模型中状态转移矩阵的特征根可以反应永磁同步电机的运行稳定性特征，其中定子部分参数决定的是强阻尼复共轭对，转子部分参数反应了轻阻尼或负阻尼共轭对。强阻尼复共轭对不影响电机的稳定性，因此对电机的稳定性分析主要集中在轻阻尼或负阻尼共轭对，主要体现在转子端参数对电机稳定产生极大影响。
参见软阻尼调制环节(步骤⑥～步骤⑧)，本实施例中为提高高速永磁同步电机在V/F控制系统中转速或负载突变过程中的稳定性，对易造成失步的转子端建模并进行分析，其动态小信号模型如图5所示，当负载转矩发生变化时，应提高恢复转矩，使转速朝着减小变化量的方向运行，增强转子稳定性。本实施例中，通过对输入功率变化量比例调节，引入电气频率扰动量反馈调节，增大恢复转矩，增强转子的阻尼作用，带软阻尼调制环节的转子端动态小信号模型如图6所示。本实施例中，增强定、转子之间的阻尼作用，可通过增强恢复转矩实现，输入功率变化量按比例增益调节可得到频率反馈稳定环，如图7所示。通过霍尔传感器测量定子两相电流，并将控制电压进行极坐标变化计算输入功率，并通过高通滤波器得到输入功率扰动量，形成频率反馈稳定环。
根据转子端运动方程可建立转子小信号动态模型，如图5所示，当负载或转速发生变化时，负载转矩扰动量△Tl>0，转速扰动量-△ωr>0，此时若增大恢复转矩△Te，可降低转速扰动量-△ωr，即△Te～-△ωr。恢复转矩的作用实质是定转子磁场相互耦合产生的阻尼作用使电机保持在稳定状态。通过电磁功率方程当给定频率为ωr0时，恢复转矩△Te与输入功率变化量成正比，即△Te～△p/ωr0，电磁功率方程为的函数表达式如式(8)所示；
式(8)中，Te为电磁转矩，Pe为电磁功率，ωr为转子转速，E0为稳态定子绕组的感应电动势，Vs为定子电压幅值，Xd为直轴同步阻抗，Xq为交轴同步阻抗，δ为转矩角，△Te为恢复转矩，Kδ为转矩-角度曲线的斜率，△δ为转矩角变化量，θe和θr为定子电压矢量和感应电动势矢量相对静止参考坐标系的角度，Kδ的定义式为转矩-角度曲线在平衡转矩角δ0处的斜率，其函数表达式如式(9)所示；
式(9)中，Kδ的定义式为转矩-角度曲线在平衡转矩角δ0处的斜率，Te为电磁转矩，δ为转矩角，δ0为平衡转矩角，ωe(τ)为瞬时电气频率，θe(0)为定子电压矢量初始位置角，ωr(τ)为瞬时转子速度，θr(0)为感应电动势初始位置角，△δ为转矩角变化量，△ωe为电气频率变化量，△ωr为转子速度变化量。综上可知，增加一个正比于速度扰动量-△ωr的转矩分量△ωe可增加恢复转矩△Te，即△ωe～-△ωr。根据△Te～-△ωr，△Te～△P/ωr0，△ωe～-△ωr可得出小信号动态系统中按比例增益调节输入功率扰动量可以增大需要电气频率扰动量，即△ωe＝-K△P，K为比例增益。实时功率变化量ΔP为电能经直流母线传输到驱动系统的变化量，主要集中于逆变器和电机上的功率损耗，电磁能量储能的变化量和机械储能的变化(加减速)以及负载功率，其函数表达式如式(10)所示；
式(10)中，np为电机极对数，J为转动惯量，ω0为稳态转子转速，△ωr为转子速度变化量，Bm为摩擦系数，△ωr为转子速度变化量，Tl0为稳态时的负载转矩。
则△ωe＝-K△P的函数表达式如式(11)所示；
式(11)中，△ωe为电气频率变化量，K为比例增益，△P为实时功率变化量，其余各参量含义详见式(10)。
含软阻尼调制环节的转子端动态小信号模型如图6所示，对图中小信号模型进行分析得到闭环传递函数特征方程的函数表达式如式(12)所示；
式(12)中，s为复变量，Bm为摩擦系数，J为转动惯量，Kδ的定义式为转矩-角度曲线在平衡转矩角δ0处的斜率，ω0为稳态转子转速，K为比例增益，np为电机极对数，Tl0为稳态时的负载转矩。该方程根的实部能够表示该系统的防振荡稳定性能，称为阻尼因子，其函数表达式如式(13)所示；
式(13)中，α为阻尼因子，Bm为摩擦系数，J为转动惯量，kδ为转矩-角度曲线的斜率，ω0为稳态转子转速，K为比例增益，np为电机极对数。设置适当的比例增益K能够配置系统的极点，使ω0K为常数即可获得一个实部恒为负值的阻尼因子，本实施例中，ω0K取值为8，所述的输入功率扰动量ΔP需要通过定子电压、电流计算输入功率P，通过高通滤波器提取出的快速变化量即为输入功率扰动量，最终形成频率反馈稳定环。
本实施例中，采用100kW，800Hz电机在载波频率10kHz工况下做静止启动加速对比实验和稳态抗负载突变实验，图8和图9是实验波形，其中图8(a)是采用本发明所改进的V/F稳定性控制系统的静止启动加速到额定转速的实验，图8(b)是采用传统开环恒压频比控制系统由静止加速的效果对比实验，图9为抗负载突变实验。图8是高速永磁同步电机从静止启动，加速至给定转速(额定转速)的整个过程，加速过程负载保持与速度同步速率增长，加速至额定转速时，负载为额定负载。图9是采用本实施例方法控制高速永磁同步电机在额定转速稳定运行时突加、减1.5倍额定负载的全过程转速、转矩和电流仿真图。结合图8和图9可知，本实施例高速永磁同步电机V/F控制系统的软阻尼调节方法可通过极点配置方法动态调节系统的阻尼，增强电机的稳定性，改善了电机失步问题，扩大了高速永磁同步电机V/F控制下的稳定运行区域，在转速或负载突变过程中，能够使电机快速恢复到稳定运行状态，鲁棒性强。通过实验证明在较低载波比工况下，电机能够快速启动，稳定性好，抗负载冲击能力强，具有算法简单，易于工程实现的优点。
此外，本实施例还提供一种高速永磁同步电机V/F控制系统的软阻尼调节系统，包括计算机设备，所述计算机设备被编程以执行本实施例前述高速永磁同步电机V/F控制系统的软阻尼调节方法的步骤，该计算机设备可为DSP、FPGA、CPU等处理器。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。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前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种高速永磁同步电机V/F控制系统的软阻尼调节方法，其特征在于实施步骤包括：
步骤①，基于给定频率f计算定子感应电动势作为基准电压Es；
步骤②，对定子三相采样电流ias、ibs和ics进行克拉克变换得到αβ静止坐标系下的电流分量iα、iβ，根据αβ静止坐标系下的电流分量iα、iβ获取定子相电流幅值is；
步骤③，根据闭环输出的电气频率反馈量Δωe和给定频率获取定子电压旋转频率，并将定子电压旋转频率积分得到定子电压位置角θe；
步骤④，根据αβ静止坐标系下的电流分量iα、iβ和定子电压位置角θe计算定子电流有功分量
步骤⑤，根据基准电压Es、定子相电流幅值is、定子电流有功分量获取控制电压幅值Vs；
步骤⑥，根据定子电压位置角θe对控制电压幅值Vs进行极坐标变换得到αβ静止坐标系下的电压分量Vα、Vβ；
步骤⑦，根据αβ静止坐标系下的电流分量iα、iβ以及电压分量Vα、Vβ计算电机输入有功功率P；
步骤⑧，将输入有功功率P进行高通滤波得到有功功率扰动量ΔP，对有功功率扰动量ΔP进行比例调节得到闭环输出的电气频率反馈扰动量Δωe。
2.根据权利要求1所述的高速永磁同步电机V/F控制系统的软阻尼调节方法，其特征在于，步骤①中基于给定频率f计算定子感应电动势函数表达式如式(1)所示；
Es＝2πfψm (1)
式(1)中，Es为作为基准电压Es的定子感应电动势，f为高速永磁同步电机的给定频率；Ψm为高速永磁同步电机的转子永磁磁通量。
3.根据权利要求1所述的高速永磁同步电机V/F控制系统的软阻尼调节方法，其特征在于，步骤②中对定子三相采样电流ias、ibs和ics进行克拉克变换得到αβ静止坐标系下的电流分量iα、iβ的函数表达式如式(2)所示，根据αβ静止坐标系下的电流分量iα、iβ获取定子相电流幅值is的函数表达式如式(3)所示；
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式(2)和式(3)中，iα、iβ为αβ静止坐标系下的电流分量，i0为中间变量，iA,iB,iC分别表示三相采样电流ias、ibs和ics，is为定子相电流幅值。
4.根据权利要求1所述的高速永磁同步电机V/F控制系统的软阻尼调节方法，其特征在于，步骤④中根据αβ静止坐标系下的电流分量iα、iβ和定子电压位置角θe计算定子电流有功分量的函数表达式如式(4)所示；
式(4)中，为定子电流有功分量，is为定子相电流幅值，iα、iβ为αβ静止坐标系下的电流分量，θe为定子电压位置角。
5.根据权利要求1所述的高速永磁同步电机V/F控制系统的软阻尼调节方法，其特征在于，步骤⑤中根据基准电压Es、定子相电流幅值is、定子电流有功分量获取控制电压幅值Vs的函数表达式如式(5)所示；
式(5)中，Vs为控制电压幅值，Rs为每相定子电阻，为定子电流有功分量，Es为基准电压，is为定子相电流幅值。
6.根据权利要求1所述的高速永磁同步电机V/F控制系统的软阻尼调节方法，其特征在于，步骤⑥中根据定子电压位置角θe对控制电压幅值Vs进行极坐标变换得到αβ静止坐标系下的电压分量Vα、Vβ的函数表达式如式(6)所示；
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式(6)中，Vα,Vβ为αβ静止坐标系下的电压分量，Vs为控制电压幅值，θe为定子电压位置角。
7.根据权利要求1所述的高速永磁同步电机V/F控制系统的软阻尼调节方法，其特征在于，步骤⑦中根据αβ静止坐标系下的电流分量iα、iβ以及电压分量Vα、Vβ计算电机输入有功功率P的函数表达式如式(7)所示；
P＝3/2(Vαiα+Vβiβ) (7)
式(7)中，P为电机输入有功功率，iα,iβ为αβ静止坐标系下的电流分量，Vα,Vβ为αβ静止坐标系下的电压分量。
8.一种高速永磁同步电机V/F控制系统的软阻尼调节系统，包括计算机设备，其特征在于，所述计算机设备被编程以执行权利要求1～7中任意一项所述高速永磁同步电机V/F控制系统的软阻尼调节方法的步骤。
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