CN108923714A - 验证方法、验证装置、驱动系统、同步电机和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种验证方法、验证装置、驱动系统、同步电机和存储介质，其中，退磁保护电路验证方法包括：采用磁场定向矢量电流控制环路驱动永磁同步电机处于稳定运行状态后，控制降低电流控制环路的带宽，使永磁同步电机由稳定运行状态瞬时切换至非稳定运行状态，以在非稳定运行状态下触发启动退磁保护电路；在退磁保护电路启动后，采集退磁保护电路对永磁同步电机的保护参数，以验证保护参数是否符合电机保护条件。通过本发明的技术方案，通过不稳定状态下产生的过电流验证退磁保护电路是否合理，进而能够有利于提升退磁保护电路设计的合理性，以降低电机的永磁体永久退磁的概率，提升电机运行的安全性和稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及电机领域，具体而言，涉及一种退磁保护电路验证方法、一种退磁保护电路验证装置、一种永磁电机驱动系统、一种永磁同步电机和一种计算机可读存储介质。
背景技术
永磁同步电机(PMSM)存在功率密度高，效率高，应用范围广的特点，电机的电机转子通常由采用稀土材料制成的永磁体构成，在一些极端的情况下，如瞬间流过大电流的情况或者高温的情况下，可能出现在极短的时间内发生永磁体永久退磁，从而导致电机失效。
相关技术中，在PMSM的电机驱动系统中，通过设置硬件保护电路来确保在大电流和过温的情况下，能够及时的切断电机PWM(脉冲宽度调制)的输出，使电机停止运行以达到快速保护、防止电机转子出现退磁的目的，但是在设置退磁保护电路之后，电机控制的硬件设计人员很难模拟这种大电流工况或者极短过温工况，导致无法有效验证PMSM的退磁保护电路的设计是否合理。
发明内容
为了解决上述技术问题至少之一，本发明的一个目的在于提供一种退磁保护电路验证方法。
本发明的另一个目的在于提供一种退磁保护电路验证装置。
本发明的再一个目的在于提供一种永磁电机驱动系统。
本发明的又一个目的在于提供一种永磁同步电机。
本发明的又一个目的在于提供一种计算机可读存储介质。
为了实现上述目的，本发明第一方面的实施例提出了一种退磁保护电路验证方法，包括：在采用磁场定向矢量电流控制环路驱动永磁同步电机处于稳定运行状态后，控制降低电流控制环路的带宽，使永磁同步电机由稳定运行状态瞬时切换至非稳定运行状态，以在非稳定运行状态下触发启动退磁保护电路；在退磁保护电路启动后，采集退磁保护电路对永磁同步电机的保护参数，以验证保护参数是否符合电机保护条件。
在该技术方案中，通过磁场定向矢量电流控制环路(FOC电流环)的矢量输出控制永磁同步电机(PWSM)运行，在进入稳定运行状态后，通过瞬间降低电流控制环路的带宽，使永磁同步电机由稳定运行状态切换为非稳定运行状态，由于非稳定运行状态通常会伴随产生瞬间的过电流，随着瞬间过电流的产生，触发启动退磁保护电路，在退磁保护电路启动后，通过进一步采集退磁保护电路的保护参数，并验证该保护参数是否满足电机保护条件，以验证退磁保护电路的设置是否合理，一方面，通过调节电流控制环路的带宽来生成瞬间的过电流以触发启动退磁保护电流，不需要改变原有的电路设置，验证成本低，另一方面，通过不稳定状态下产生的过电流验证退磁保护电路是否合理，进而能够有利于提升退磁保护电路设计的合理性，进而提升退磁保护电路对永磁同步电机的保护效力，以降低电机的永磁体永久退磁的概率，提升电机运行的安全性和稳定性。
具体地，首先建立电流环的数学模型，给出电流调节器PI(比例积分控制器)参数的整定方法，得到电流环带宽的设计值，因此可以通过调整PI参数实现对电流环带宽的调节。
另外，本发明提供的上述实施例中的退磁保护电路验证方法还可以具有如下附加技术特征：
在上述技术方案中，优选地，在永磁同步电机在磁场定向矢量电流控制环路的控制下处于稳定运行状态时，控制降低电流控制环路的带宽，具体包括：在检测到永磁同步电机的转速达到预设转速时，确定永磁电机处于稳定运行状态；控制电流控制环路的带宽调低至当前带宽的1/1500至1/500的范围内的任意带宽值，使永磁同步电机由稳定运行状态瞬时切换至非稳定运行状态，以在瞬时切换时产生过电流。
在该技术方案中，在检测到永磁同步电机的转速达到预设转速时，表明永磁同步电机已经进入稳定运行状态，此时通过将电流控制环路的带宽瞬时调低至当前带宽的1/1500至1/500的范围内，以产生用于触发退磁保护电路的瞬时的过电流，通过降低电机控制FOC电流环带宽的典型值是将电流环带宽降为正常运行状态下的1/1500至1/500的范围内，一方面，能够保证电机控制系统瞬间由稳定状态到不稳定状态，从而产生过电流触发退磁保护，另一方面，还可以通过设置不同的预设转速，以使降低电机控制FOC电流环带宽的方案可根据需要在电机不同的运行转速下设置，从而能够在各种情况下验证PMSM退磁保护电路的保护参数。
优选的，控制电流控制环路的带宽调低至当前带宽的1/1000，以实现从稳定运行状态到非稳定运行状态的瞬时切换。
在上述任一技术方案中，优选地，控制降低电流控制环路的带宽，具体包括：控制调节电流控制环路中的电流调节器中的PI调节参数，以使电流控制环路的带宽调低至当前带宽的1/1500至1/500的范围内的任意带宽值。
在该技术方案中，通过控制调节，降低电机控制FOC电流环带宽通过软件来实现的，仅仅通过改变控制参数即可，所涉及到控制参数既可以存在MCU的程序Flash里面，也可以存放在外部EEPROM中，调节方式可靠，验证成本低。
在ACR(automaticcurrentregulator，电流调节器)中，根据PMSM的电流闭环传递，运用零极点对消法或极点配置方法理论计算出一组电流环的PI控制参数值，并形成对应的波形图，以根据波形图确定正常运行时的电流环的带宽，在需要将电流环的带宽下降至正常运行时的电流环的带宽的1/1000时，可以通过减小PI控制的比例系数实现带宽的减小。
具体地，FOC主要通过对电机电流的控制实现对电机转矩、速度、位置的控制，将电流作为最内环、速度作为中间环，位置作为最外环实现闭环控制，速度调节器器输出的电流经过电流调节器后输出控制电压，由于在PI控制器中输入的是Id与Iq之间的差值，输出是d轴/q轴电压，电流环的开环传递函数可以表示为：
闭环传递函数可以表示为：
其中，La为电机的交直轴电感，因此电流响应快慢可以通过Ki调节，以实现对带宽的调节。
在上述任一技术方案中，优选地，将退磁保护电路的保护阈值与保护响应时间确定为保护参数，在退磁保护电路启动后，采集退磁保护电路对永磁同步电机的保护参数，以验证保护参数是否符合电机保护条件，具体包括：在退磁保护电路启动后，通过退磁保护电路的电流采样模块采集永磁同步电机的相电流；在检测到相电流与保护阈值匹配时，检测退磁保护电路在保护响应时间内是否生成控制永磁同步电机停止运行的响应指令；在检测到生成响应指令时，确定保护参数符合电机保护条件。
在该技术方案中，退磁保护电路的保护参数可以包括电流的保护阈值与保护响应时间，在触发启动退磁保护电路后，通过退磁保护电路的电流采样模块采集永磁同步电机的相电流，以检测相电流是否达到保护阈值，在检测达到保护阈值时，进一步检测响应时间内是否生成响应指令，以验证退磁保护电路是否能够满足对电机的保护需求。
本发明第二方面的实施例提出了一种退磁保护电路验证装置，包括：控制单元，用于在采用磁场定向矢量电流控制环路驱动永磁同步电机处于稳定运行状态后，控制降低电流控制环路的带宽，使永磁同步电机由稳定运行状态瞬时切换至非稳定运行状态，以在非稳定运行状态下触发启动退磁保护电路；采集单元，用于在退磁保护电路启动后，采集退磁保护电路对永磁同步电机的保护参数，以验证保护参数是否符合电机保护条件。
在该技术方案中，通过磁场定向矢量电流控制环路(FOC电流环)的矢量输出控制永磁同步电机(PWSM)运行，在进入稳定运行状态后，通过瞬间降低电流控制环路的带宽，使永磁同步电机由稳定运行状态切换为非稳定运行状态，由于非稳定运行状态通常会伴随产生瞬间的过电流，随着瞬间过电流的产生，触发启动退磁保护电路，在退磁保护电路启动后，通过进一步采集退磁保护电路的保护参数，并验证该保护参数是否满足电机保护条件，以验证退磁保护电路的设置是否合理，一方面，通过调节电流控制环路的带宽来生成瞬间的过电流以触发启动退磁保护电流，不需要改变原有的电路设置，验证成本低，另一方面，通过不稳定状态下产生的过电流验证退磁保护电路是否合理，进而能够有利于提升退磁保护电路设计的合理性，进而提升退磁保护电路对永磁同步电机的保护效力，以降低电机的永磁体永久退磁的概率，提升电机运行的安全性和稳定性。
具体地，首先建立电流环的数学模型，给出电流调节器PI(比例积分控制器)参数的整定方法，得到电流环带宽的设计值，因此可以通过调整PI参数实现对电流环带宽的调节。
在上述技术方案中，优选地，还包括：确定单元，用于在检测到永磁同步电机的转速达到预设转速时，确定永磁电机处于稳定运行状态；控制单元还用于：控制电流控制环路的带宽调低至当前带宽的1/1500至1/500的范围内的任意带宽值，使永磁同步电机由稳定运行状态瞬时切换至非稳定运行状态，以在瞬时切换时产生过电流。
在该技术方案中，在检测到永磁同步电机的转速达到预设转速时，表明永磁同步电机已经进入稳定运行状态，此时通过将电流控制环路的带宽瞬时调低至当前带宽的1/1500至1/500的范围内，以产生用于触发退磁保护电路的瞬时的过电流，通过降低电机控制FOC电流环带宽的典型值是将电流环带宽降为正常运行状态下的1/1500至1/500的范围内，可保证电机控制系统瞬间由稳定状态到不稳定状态，从而产生过电流触发退磁保护。
优选的，控制电流控制环路的带宽调低至当前带宽的1/1000，以实现从稳定运行状态到非稳定运行状态的瞬时切换。
在上述任一技术方案中，优选地，还包括：调节单元，用于控制调节电流控制环路中的电流调节器中的PI调节参数，以使电流控制环路的带宽调低至当前带宽的1/1500至1/500的范围内的任意带宽值。
在该技术方案中，通过控制调节，降低电机控制FOC电流环带宽通过软件来实现的，仅仅通过改变控制参数即可，所涉及到控制参数既可以存在MCU的程序Flash里面，也可以存放在外部EEPROM中，调节方式可靠，验证成本低。
在ACR(automaticcurrentregulator，电流调节器)中，根据PMSM的电流闭环传递，运用零极点对消法或极点配置方法理论计算出一组电流环的PI控制参数值，并形成对应的波形图，以根据波形图确定正常运行时的电流环的带宽，在需要将电流环的带宽下降至正常运行时的电流环的带宽的1/1000时，可以通过减小PI控制的比例系数实现带宽的减小。
具体地，FOC主要通过对电机电流的控制实现对电机转矩、速度、位置的控制，将电流作为最内环、速度作为中间环，位置作为最外环实现闭环控制，速度调节器器输出的电流经过电流调节器后输出控制电压，由于在PI控制器中输入的是Id与Iq之间的差值，输出是d轴/q轴电压，电流环的开环传递函数可以表示为：
闭环传递函数可以表示为：
其中，La为电机的交直轴电感，因此电流响应快慢可以通过Ki调节，以实现对带宽的调节。
在上述任一技术方案中，优选地，采集单元还用于：在退磁保护电路启动后，通过退磁保护电路的电流采样模块采集永磁同步电机的相电流；验证装置还包括：检测单元，用于在检测到相电流与保护阈值匹配时，检测退磁保护电路在保护响应时间内是否生成控制永磁同步电机停止运行的响应指令；确定单元还用于：在检测到生成响应指令时，确定保护参数符合电机保护条件。
在该技术方案中，退磁保护电路的保护参数可以包括电流的保护阈值与保护响应时间，在触发启动退磁保护电路后，通过退磁保护电路的电流采样模块采集永磁同步电机的相电流，以检测相电流是否达到保护阈值，在检测达到保护阈值时，进一步检测响应时间内是否生成响应指令，以验证退磁保护电路是否能够满足对电机的保护需求。
本发明的第三方面提出了一种永磁电机驱动系统，永磁电机驱动系统包括处理器，处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如上述技术方案中任意一项的退磁保护电路验证方法的步骤和/或上述技术方案中任意一项的退磁保护电路验证装置。
本发明的第四方面提出了一种永磁同步电机，包括本发明的第三方面的技术方案所述的永磁电机驱动系统。
本发明的第五方面提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述技术方案中任意一项的退磁保护电路验证方法的步骤。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本发明提出了一种通过大幅降低PMSM电机FOC控制电流环带宽的方法来使电机控制系统瞬间由稳定状态切换至不稳定状态，可有效模拟大电流来触发退磁保护电路作用，通过这样软件灵活的验证的方法，可有效验证硬件保护电路设计的合理性，从而避免PMSM电机发生退磁的风险。本发明结合软件的方法来验证硬件电路功能，实际操作简单易行，具有良好的工程意义和实用价值。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1示出了根据本发明的一个实施例的退磁保护电路验证方法的示意流程图；
图2示出了根据本发明的另一个实施例的退磁保护电路验证方法的示意流程图；
图3示出了根据本发明的一个实施例的退磁保护电路验证方案的系统控制示意框图；
图4示出了根据本发明的一个实施例的退磁保护电路验证装置的示意框图；
图5示出了根据本发明的实施例的永磁电机驱动系统的示意框图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
下面参照图1至图4描述根据本发明一些实施例的退磁保护电路验证方法。
如图1所示，根据本发明的实施例的退磁保护电路验证方法，包括：步骤102，在采用磁场定向矢量电流控制环路驱动永磁同步电机处于稳定运行状态后，控制降低电流控制环路的带宽，使永磁同步电机由稳定运行状态瞬时切换至非稳定运行状态，以在非稳定运行状态下触发启动退磁保护电路；步骤104，在退磁保护电路启动后，采集退磁保护电路对永磁同步电机的保护参数，以验证保护参数是否符合电机保护条件。
在该实施例中，通过磁场定向矢量电流控制环路(FOC电流环)的矢量输出控制永磁同步电机(PWSM)运行，在进入稳定运行状态后，通过瞬间降低电流控制环路的带宽，使永磁同步电机由稳定运行状态切换为非稳定运行状态，由于非稳定运行状态通常会伴随产生瞬间的过电流，随着瞬间过电流的产生，触发启动退磁保护电路，在退磁保护电路启动后，通过进一步采集退磁保护电路的保护参数，并验证该保护参数是否满足电机保护条件，以验证退磁保护电路的设置是否合理，一方面，通过调节电流控制环路的带宽来生成瞬间的过电流以触发启动退磁保护电流，不需要改变原有的电路设置，验证成本低，另一方面，通过不稳定状态下产生的过电流验证退磁保护电路是否合理，进而能够有利于提升退磁保护电路设计的合理性，进而提升退磁保护电路对永磁同步电机的保护效力，以降低电机的永磁体永久退磁的概率，提升电机运行的安全性和稳定性。
具体地，首先建立电流环的数学模型，给出电流调节器PI(比例积分控制器)参数的整定方法，得到电流环带宽的设计值，因此可以通过调整PI参数实现对电流环带宽的调节。
另外，本发明提供的上述实施例中的退磁保护电路验证方法还可以具有如下附加技术特征：
在上述实施例中，优选地，在永磁同步电机在磁场定向矢量电流控制环路的控制下处于稳定运行状态时，控制降低电流控制环路的带宽，具体包括：在检测到永磁同步电机的转速达到预设转速时，确定永磁电机处于稳定运行状态；控制电流控制环路的带宽调低至当前带宽的1/1500至1/500的范围内的任意带宽值，使永磁同步电机由稳定运行状态瞬时切换至非稳定运行状态，以在瞬时切换时产生过电流。
在该实施例中，在检测到永磁同步电机的转速达到预设转速时，表明永磁同步电机已经进入稳定运行状态，此时通过将电流控制环路的带宽瞬时调低至当前带宽的1/1500至1/500的范围内，以产生用于触发退磁保护电路的瞬时的过电流，通过降低电机控制FOC电流环带宽的典型值是将电流环带宽降为正常运行状态下的1/1500至1/500的范围内，一方面，能够保证电机控制系统瞬间由稳定状态到不稳定状态，从而产生过电流触发退磁保护，另一方面，还可以通过设置不同的预设转速，以使降低电机控制FOC电流环带宽的方案可根据需要在电机不同的运行转速下设置，从而能够在各种情况下验证PMSM退磁保护电路的保护参数。
优选的，控制电流控制环路的带宽调低至当前带宽的1/1000，以实现从稳定运行状态到非稳定运行状态的瞬时切换。
在上述任一实施例中，优选地，控制降低电流控制环路的带宽，具体包括：控制调节电流控制环路中的电流调节器中的PI调节参数，以使电流控制环路的带宽调低至当前带宽的1/1500至1/500的范围内的任意带宽值。
在该实施例中，通过控制调节，降低电机控制FOC电流环带宽通过软件来实现的，仅仅通过改变控制参数即可，所涉及到控制参数既可以存在MCU的程序Flash里面，也可以存放在外部EEPROM中，调节方式可靠，验证成本低。
在ACR(automaticcurrentregulator，电流调节器)中，根据PMSM的电流闭环传递，运用零极点对消法或极点配置方法理论计算出一组电流环的PI控制参数值，并形成对应的波形图，以根据波形图确定正常运行时的电流环的带宽，在需要将电流环的带宽下降至正常运行时的电流环的带宽的1/1000时，可以通过减小PI控制的比例系数实现带宽的减小。
具体地，FOC主要通过对电机电流的控制实现对电机转矩、速度、位置的控制，将电流作为最内环、速度作为中间环，位置作为最外环实现闭环控制，速度调节器器输出的电流经过电流调节器后输出控制电压，由于在PI控制器中输入的是Id与Iq之间的差值，输出是d轴/q轴电压，电流环的开环传递函数可以表示为：
闭环传递函数可以表示为：
其中，La为电机的交直轴电感，因此电流响应快慢可以通过Ki调节，以实现对带宽的调节。
在上述任一实施例中，优选地，将退磁保护电路的保护阈值与保护响应时间确定为保护参数，在退磁保护电路启动后，采集退磁保护电路对永磁同步电机的保护参数，以验证保护参数是否符合电机保护条件，具体包括：在退磁保护电路启动后，通过退磁保护电路的电流采样模块采集永磁同步电机的相电流；在检测到相电流与保护阈值匹配时，检测退磁保护电路在保护响应时间内是否生成控制永磁同步电机停止运行的响应指令；在检测到生成响应指令时，确定保护参数符合电机保护条件。
在该实施例中，退磁保护电路的保护参数可以包括电流的保护阈值与保护响应时间，在触发启动退磁保护电路后，通过退磁保护电路的电流采样模块采集永磁同步电机的相电流，以检测相电流是否达到保护阈值，在检测达到保护阈值时，进一步检测响应时间内是否生成响应指令，以验证退磁保护电路是否能够满足对电机的保护需求。
对于PMSM电机来说，如果在运行的过程中发生退磁基本是无法接受的，出现这样的情况会直接导致电机失效，后果及其严重。为了避免这种情况的发生，对于PMSM电机驱动系统往往都是通过硬件退磁保护电路来快速保护，避免软件保护所带来的延时。对于硬件退磁保护电路保护阈值和保护响应时间设计的是否合理的验证问题，需要合适的验证方法，以确保硬件退磁保护电路设计的合理性。本发明提出了一种通过降低电机FOC控制电流环带宽的方法来模拟大电流来触发退磁保护电路作用，通过这样软件灵活的验证的方法，可有效验证硬件保护电路设计的合理性，从而避免PMSM电机发生退磁的风险。
如图2所示，通过降低PMSM电机FOC控制电流环带宽来检测退磁保护电路的退磁保护电路验证方法，包括：步骤202，以正常的FOC电流环带宽运行PMSM电机；步骤204，PMSM电机运行至设定转速；步骤206，控制将FOC电流环带宽大幅降低；步骤208，PMSM电机由稳定状态切换至不稳定状态，以产生过电流；步骤210，测量PMSM硬件退磁保护电路的保护阈值和保护响应时间设计的是否合理。
具体地，启动电机后以正常的FOC电流环带宽运行PMSM电机，当PMSM电机运行至设定转速后，大幅降低FOC电流环带宽，此时由于控制参数不能满足电机稳定运行的状态，其立即由稳定状态切换至不稳定状态，产生过电流，从而触发硬件退磁保护电路，这时可通过示波器测量PMSM硬件退磁保护电路保护阈值和保护响应时间设计的是否合理，从而指导硬件的设计验证。
如图3所示，FOC电流环通过对电机电流的控制实现对电机转矩、速度、位置的控制，将电流作为最内环(包括ACR304)、速度作为中间环(包括ASR302)，位置作为最外环实现闭环控制(图中未示出)，通过设置与ACR304结构相同的ACR306模块，在ACR306的输入端与输出端分别连接两个控制开关，以在需要降低带宽是，使控制开关导通，实现由稳定运行状态到非稳定运行状态的切换。
如图4所示，根据本发明的实施例的退磁保护电路验证装置400，包括：控制单元402，用于在采用磁场定向矢量电流控制环路驱动永磁同步电机处于稳定运行状态后，控制降低电流控制环路的带宽，使永磁同步电机由稳定运行状态瞬时切换至非稳定运行状态，以在非稳定运行状态下触发启动退磁保护电路；采集单元404，用于在退磁保护电路启动后，采集退磁保护电路对永磁同步电机的保护参数，以验证保护参数是否符合电机保护条件。
在该实施例中，通过磁场定向矢量电流控制环路(FOC电流环)的矢量输出控制永磁同步电机(PWSM)运行，在进入稳定运行状态后，通过瞬间降低电流控制环路的带宽，使永磁同步电机由稳定运行状态切换为非稳定运行状态，由于非稳定运行状态通常会伴随产生瞬间的过电流，随着瞬间过电流的产生，触发启动退磁保护电路，在退磁保护电路启动后，通过进一步采集退磁保护电路的保护参数，并验证该保护参数是否满足电机保护条件，以验证退磁保护电路的设置是否合理，一方面，通过调节电流控制环路的带宽来生成瞬间的过电流以触发启动退磁保护电流，不需要改变原有的电路设置，验证成本低，另一方面，通过不稳定状态下产生的过电流验证退磁保护电路是否合理，进而能够有利于提升退磁保护电路设计的合理性，进而提升退磁保护电路对永磁同步电机的保护效力，以降低电机的永磁体永久退磁的概率，提升电机运行的安全性和稳定性。
具体地，首先建立电流环的数学模型，给出电流调节器PI(比例积分控制器)参数的整定方法，得到电流环带宽的设计值，因此可以通过调整PI参数实现对电流环带宽的调节。
在上述实施例中，优选地，还包括：确定单元406，用于在检测到永磁同步电机的转速达到预设转速时，确定永磁电机处于稳定运行状态；控制单元402还用于：控制电流控制环路的带宽调低至当前带宽的1/1500至1/500的范围内的任意带宽值，使永磁同步电机由稳定运行状态瞬时切换至非稳定运行状态，以在瞬时切换时产生过电流。
在该实施例中，在检测到永磁同步电机的转速达到预设转速时，表明永磁同步电机已经进入稳定运行状态，此时通过将电流控制环路的带宽瞬时调低至当前带宽的1/1500至1/500的范围内，以产生用于触发退磁保护电路的瞬时的过电流，通过降低电机控制FOC电流环带宽的典型值是将电流环带宽降为正常运行状态下的1/1500至1/500的范围内，可保证电机控制系统瞬间由稳定状态到不稳定状态，从而产生过电流触发退磁保护。
优选的，控制电流控制环路的带宽调低至当前带宽的1/1000，以实现从稳定运行状态到非稳定运行状态的瞬时切换。
在上述任一实施例中，优选地，还包括：调节单元408，用于控制调节电流控制环路中的电流调节器中的PI调节参数，以使电流控制环路的带宽调低至当前带宽的1/1500至1/500的范围内的任意带宽值。
在该实施例中，通过控制调节，降低电机控制FOC电流环带宽通过软件来实现的，仅仅通过改变控制参数即可，所涉及到控制参数既可以存在MCU的程序Flash里面，也可以存放在外部EEPROM中，调节方式可靠，验证成本低。
在ACR(automaticcurrentregulator，电流调节器)中，根据PMSM的电流闭环传递，运用零极点对消法或极点配置方法理论计算出一组电流环的PI控制参数值，并形成对应的波形图，以根据波形图确定正常运行时的电流环的带宽，在需要将电流环的带宽下降至正常运行时的电流环的带宽的1/1000时，可以通过减小PI控制的比例系数实现带宽的减小。
具体地，FOC主要通过对电机电流的控制实现对电机转矩、速度、位置的控制，将电流作为最内环、速度作为中间环，位置作为最外环实现闭环控制，速度调节器器输出的电流经过电流调节器后输出控制电压，由于在PI控制器中输入的是Id与Iq之间的差值，输出是d轴/q轴电压，电流环的开环传递函数可以表示为：
闭环传递函数可以表示为：
其中，La为电机的交直轴电感，因此电流响应快慢可以通过Ki调节，以实现对带宽的调节。
在上述任一实施例中，优选地，采集单元404还用于：在退磁保护电路启动后，通过退磁保护电路的电流采样模块采集永磁同步电机的相电流；验证装置400还包括：检测单元410，用于在检测到相电流与保护阈值匹配时，检测退磁保护电路在保护响应时间内是否生成控制永磁同步电机停止运行的响应指令；确定单元406还用于：在检测到生成响应指令时，确定保护参数符合电机保护条件。
在该实施例中，退磁保护电路的保护参数可以包括电流的保护阈值与保护响应时间，在触发启动退磁保护电路后，通过退磁保护电路的电流采样模块采集永磁同步电机的相电流，以检测相电流是否达到保护阈值，在检测达到保护阈值时，进一步检测响应时间内是否生成响应指令，以验证退磁保护电路是否能够满足对电机的保护需求。
如图5所示，根据本发明的实施例的永磁电机驱动系统50，永磁电机驱动系统50包括处理器504，处理器504用于执行存储器502中存储的计算机程序，其中存储器502和处理器504之间可以通过总线连接，该处理器504用于执行存储器502中存储的计算机程序时实现如上述实施例中任意一项的退磁保护电路验证方法的步骤和/或上述实施例中任意一项的退磁保护电路验证装置。
根据本发明的实施例的永磁同步电机，包括上述实施例所述的永磁电机驱动系统。
根据本发明的实施例的计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述实施例中任意一项的退磁保护电路验证方法的步骤。
根据本发明的实施例的计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述实施例中任意一项的退磁保护电路验证方法的步骤。
在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”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在本发明中的具体含义。
本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”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实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或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。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种退磁保护电路的验证方法，其特征在于，包括：
在采用磁场定向矢量电流控制环路驱动永磁同步电机处于稳定运行状态后，控制降低所述电流控制环路的带宽，使所述永磁同步电机由所述稳定运行状态瞬时切换至非稳定运行状态，以在所述非稳定运行状态下触发启动所述退磁保护电路；
在所述退磁保护电路启动后，采集所述退磁保护电路对所述永磁同步电机的保护参数，以验证所述保护参数是否符合电机保护条件。
2.根据权利要求1所述的验证方法，其特征在于，所述在永磁同步电机在磁场定向矢量电流控制环路的控制下处于稳定运行状态时，控制降低所述电流控制环路的带宽，具体包括：
在检测到所述永磁同步电机的转速达到预设转速时，确定所述永磁电机处于所述稳定运行状态；
控制所述电流控制环路的带宽调低至当前带宽的1/1500至1/500的范围内的任意带宽值，使所述永磁同步电机由所述稳定运行状态瞬时切换至所述非稳定运行状态，以在瞬时切换时产生过电流。
3.根据权利要求2所述的验证方法，其特征在于，所述控制降低所述电流控制环路的带宽，具体包括：
控制调节所述电流控制环路中的电流调节器中的PI调节参数，以使所述电流控制环路的带宽调低至所述当前带宽的1/1500至1/500的范围内的任意带宽值。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的验证方法，其特征在于，将所述退磁保护电路的保护阈值与保护响应时间确定为所述保护参数，所述在所述退磁保护电路启动后，采集所述退磁保护电路对所述永磁同步电机的保护参数，以验证所述保护参数是否符合电机保护条件，具体包括：
在所述退磁保护电路启动后，通过所述退磁保护电路的电流采样模块采集所述永磁同步电机的相电流；
在检测到所述相电流与所述保护阈值匹配时，检测所述退磁保护电路在所述保护响应时间内是否生成控制所述永磁同步电机停止运行的响应指令；
在检测到生成所述响应指令时，确定所述保护参数符合所述电机保护条件。
5.一种退磁保护电路的验证装置，其特征在于，包括：
控制单元，用于在采用磁场定向矢量电流控制环路驱动永磁同步电机处于稳定运行状态后，控制降低所述电流控制环路的带宽，使所述永磁同步电机由所述稳定运行状态瞬时切换至非稳定运行状态，以在所述非稳定运行状态下触发启动所述退磁保护电路；
采集单元，用于在所述退磁保护电路启动后，采集所述退磁保护电路对所述永磁同步电机的保护参数，以验证所述保护参数是否符合电机保护条件。
6.根据权利要求5所述的验证装置，其特征在于，还包括：
确定单元，用于在检测到所述永磁同步电机的转速达到预设转速时，确定所述永磁电机处于所述稳定运行状态；
所述控制单元还用于：控制所述电流控制环路的带宽调低至当前带宽的1/1500至1/500的范围内的任意带宽值，使所述永磁同步电机由所述稳定运行状态瞬时切换至所述非稳定运行状态，以在瞬时切换时产生过电流。
7.根据权利要求6所述的验证装置，其特征在于，还包括：
调节单元，用于控制调节所述电流控制环路中的电流调节器中的PI调节参数，以使所述电流控制环路的带宽调低至所述当前带宽的1/1500至1/500的范围内的任意带宽值。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的验证装置，其特征在于，
所述采集单元还用于：在所述退磁保护电路启动后，通过所述退磁保护电路的电流采样模块采集所述永磁同步电机的相电流；
所述验证装置还包括：
检测单元，用于在检测到所述相电流与所述保护阈值匹配时，检测所述退磁保护电路在所述保护响应时间内是否生成控制所述永磁同步电机停止运行的响应指令；
所述确定单元还用于：在检测到生成所述响应指令时，确定所述保护参数符合所述电机保护条件。
9.一种永磁电机驱动系统，其特征在于，包括处理器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如权利要求1-4中任意一项所述方法的步骤。
10.一种永磁同步电机，其特征在于，包括如权利要求11所述的永磁电机驱动系统。
11.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序(指令)，其特征在于：所述计算机程序(指令)被处理器执行时实现如权利要求1-4中任意一项所述方法的步骤。
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