CN110138285B - 一种永磁同步电机升速控制方法及系统 - Google Patents
一种永磁同步电机升速控制方法及系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种永磁同步电机升速控制方法，包括响应于电机转速上升，根据采集的d轴指令电压、q轴指令电压和直流母线电压，计算可用电压余量；根据可用电压余量，获得转速变化率校正因子；根据电机转速变化率和转速变化率校正因子，获得新的电机转速变化率；根据新的电机转速变化率控制电机转速。同时公开了相应的系统。本发明将可用电压余量作用在转速上升变化率上，当出现相电压饱和，可用电压余量不足时，降低转速变化率，降低电机转速，使进入弱磁控制的电流闭环能够跟踪得上目标，防止系统失控。
Description
技术领域
本发明涉及一种永磁同步电机升速控制方法及系统，属于电机弱磁控制领域。
背景技术
永磁同步电机传统弱磁控制是使用可用电压余量进行电流闭环控制，以达到系统不失控的目的。但是在转速变化率要求非常高时，上述方法响应速度跟踪不上，仍然会有因转速变化率过快导致相电压瞬间饱和而引起的系统失控风险。
发明内容
本发明提供了一种永磁同步电机升速控制方法及系统，解决了传统控制方法存在的上述问题。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种永磁同步电机升速控制方法，包括，
响应于电机转速上升，根据采集的d轴指令电压、q轴指令电压和直流母线电压，计算可用电压余量；
根据可用电压余量，获得转速变化率校正因子；
根据电机转速变化率和转速变化率校正因子，获得新的电机转速变化率；
根据新的电机转速变化率控制电机转速。
可用电压余量的计算公式为：
其中，VolErr为可用电压余量，VdCmd、VqCmd、Vdc分别为d轴指令电压、q轴指令电压和直流母线电压。
可用电压余量大于0，则表示待调制的相电压未饱和；可用电压余量小于等于0，则表示待调制的相电压饱和。
预设可用电压余量和转速变化率校正因子映射表，通过查表获得转速变化率校正因子。
可用电压余量大于等于0，转速变化率校正因子等于1；可用电压余量小于0，转速变化率校正因子为负数，并且可用电压余量越小，转速变化率校正因子越小。
新的电机转速变化率等于电机转速变化率和转速变化率校正因子的乘积。
一种永磁同步电机升速控制系统，包括，
可用电压余量计算模块：响应于电机转速上升，根据采集的d轴指令电压、q轴指令电压和直流母线电压，计算可用电压余量；
转速变化率校正因子计算模块：根据可用电压余量，获得转速变化率校正因子；
新的电机转速变化率计算模块：根据电机转速变化率和转速变化率校正因子，获得新的电机转速变化率；
电机转速控制模块：根据新的电机转速变化率控制电机转速。
一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行永磁同步电机升速控制方法。
一种计算设备，包括一个或多个处理器、存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行永磁同步电机升速控制方法的指令。
本发明所达到的有益效果：本发明将可用电压余量作用在转速上升变化率上，当出现相电压饱和，可用电压余量不足时，降低转速变化率，降低电机转速，使进入弱磁控制的电流闭环能够跟踪得上目标，防止系统失控。
附图说明
图1为本发明的流程图；
图2为获得转速变化率校正因子的流程图；
图3为本发明的系统框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示，一种永磁同步电机升速控制方法，包括以下步骤：
步骤1，响应于电机转速上升，根据采集的d轴指令电压、q轴指令电压和直流母线电压，计算可用电压余量。
如图2所示，弱磁控制的输入包括：d轴指令电压VdCmd、q轴指令电压VqCmd和直流母线电压Vdc。待调制的相电压
可用电压余量
若
即可用电压余量大于0，则表示待调制的相电压未饱和，仍然有提升的余量，可用电压余量充足；若
即可用电压余量等于0，则表示待调制的相电压刚好饱和，可用电压余量刚好；若
即可用电压余量小于0，则表示待调制的相电压饱和，可用电压余量不足，存在失控的风险。
步骤2，根据可用电压余量，获得转速变化率校正因子。
如表1所示，为预设的可用电压余量和转速变化率校正因子映射表，通过查表获得转速变化率校正因子；表中，可用电压余量大于等于0，转速变化率校正因子等于1；可用电压余量小于0，转速变化率校正因子为负数，并且可用电压余量越小，转速变化率校正因子越小。
表1映射表
| 可用电压余量 | -30 | -10 | 0 | 10 | 20 |
| 转速变化率校正因子 | -5 | -2 | 1 | 1 | 1 |
步骤3，将电机转速变化率和转速变化率校正因子相乘，获得新的电机转速变化率。
步骤4，根据新的电机转速变化率控制电机转速。
上述方法将可用电压余量作用在转速上升变化率上，当可用电压余量小于0时，说明可用电压余量已经不够用，转速变化率校正因子为负值，获得新的电机转速变化率也为负值，使转速下降，从而反过来使得可用电压余量恢复成正值，使进入弱磁控制的电流闭环能够跟踪得上目标，保证系统不失控。
如图3所示，永磁同步电机升速控制系统，包括可用电压余量计算模块、转速变化率校正因子计算模块、新的电机转速变化率计算模块、电机转速控制模块、转速-电流模块和电流-电压模块。
转速-电流模块：根据电机转速获得d轴指令电流和q轴指令电流。
电流-电压模块：根据d轴指令电流获得d轴指令电压，根据q轴指令电流获得q轴指令电压。
可用电压余量计算模块：响应于电机转速上升，根据采集的d轴指令电压、q轴指令电压和直流母线电压，计算可用电压余量。
转速变化率校正因子计算模块：根据可用电压余量，获得转速变化率校正因子。
新的电机转速变化率计算模块：根据电机转速变化率和转速变化率校正因子，获得新的电机转速变化率。
电机转速控制模块：根据新的电机转速变化率控制电机转速。
一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行永磁同步电机升速控制方法。
一种计算设备，包括一个或多个处理器、存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行永磁同步电机升速控制方法的指令。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。
Claims (8)
1.一种永磁同步电机升速控制方法，其特征在于：包括，
响应于电机转速上升，根据采集的d轴指令电压、q轴指令电压和直流母线电压，计算可用电压余量；
根据可用电压余量，获得转速变化率校正因子；其中，可用电压余量大于等于0，转速变化率校正因子等于1；可用电压余量小于0，转速变化率校正因子为负数，并且可用电压余量越小，转速变化率校正因子越小；
根据电机转速变化率和转速变化率校正因子，获得新的电机转速变化率；
根据新的电机转速变化率控制电机转速。
2.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机升速控制方法，其特征在于：可用电压余量的计算公式为，
其中，
为可用电压余量，
分别为d轴指令电压、q轴指令
电压和直流母线电压。
3.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机升速控制方法，其特征在于：可用电压余量大于0，则表示待调制的相电压未饱和；可用电压余量小于等于0，则表示待调制的相电压饱和。
4.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机升速控制方法，其特征在于：预设可用电压余量和转速变化率校正因子映射表，通过查表获得转速变化率校正因子。
5.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机升速控制方法，其特征在于：新的电机转速变化率等于电机转速变化率和转速变化率校正因子的乘积。
6.一种永磁同步电机升速控制系统，其特征在于：包括，
可用电压余量计算模块：响应于电机转速上升，根据采集的d轴指令电压、q轴指令电压和直流母线电压，计算可用电压余量；
转速变化率校正因子计算模块：根据可用电压余量，获得转速变化率校正因子；其中，可用电压余量大于等于0，转速变化率校正因子等于1；可用电压余量小于0，转速变化率校正因子为负数，并且可用电压余量越小，转速变化率校正因子越小；
新的电机转速变化率计算模块：根据电机转速变化率和转速变化率校正因子，获得新的电机转速变化率；
电机转速控制模块：根据新的电机转速变化率控制电机转速。
7.一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，其特征在于：所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行根据权利要求1至5所述的方法中的任一方法。
8.一种计算设备，其特征在于：包括，
一个或多个处理器、存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行根据权利要求1至5所述的方法中的任一方法的指令。
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