CN110266236B - 一种电压矢量过调制控制方法、装置及永磁同步电机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电压矢量过调制控制方法、装置、存储介质及永磁同步电机，所述方法包括：获取永磁同步电机的定子电流和定子电压；基于所述定子电流和定子电压得到两相旋转坐标系下的直轴调制电压和交轴调制电压；对所述两相旋转坐标系下的直轴调制电压和交轴调制电压进行坐标变换得到相应的三相调制电压；利用所述三相调制电压进行空间矢量的过调制得到相应的开关信号用于控制逆变器，从而驱动所述电机。本发明提供的方案能够避免在扇区切换以及调制区切换的瞬间，系统出现判断不确定。

Description

一种电压矢量过调制控制方法、装置及永磁同步电机
技术领域
本发明涉及控制领域，尤其涉及一种电压矢量过调制控制方法、装置、存储介质及永磁同步电机。
背景技术
逆变器输出电压受直流母线电压限制这一问题将影响永磁同步电机弱磁区(恒功率区)的转矩和功率输出。过调制策略可以提高逆变器输出的基波电压幅值，从而提高母线电压利用率，扩大电机的调速范围。如图9所示，过调制区域一般会分为过调制I区和过调制II区，根据调制度M分析输出电压矢量所处的调制区，然后利用不同调制区的补偿控制方法对电压矢量进行修改，再根据修改后的电压矢量来计算基本电压矢量的作用时间，其中，t0为每个扇区中零矢量的作用时间；t1为每个扇区中基本电压矢量ui的作用时间；t2为每个扇区中基本电压矢量ui+1的作用时间，其中t1和t2的计算根据幅秒平衡原理。该方法计算量很大，而且在判断调制区的时候有可能出现判断不正确的情况。
为了简化上面的方法，公布号为CN103595323A的专利申请中，在整个调制范围内，即从线性区直到六阶梯模式，控制策略可以统一处理不通过调制度M来区分电压矢量处于哪种过调制区，而直接通过基本电压矢量的作用时间的关系式分区域进行调制，使整个调制范围内输出电压可以连续变化，该方法虽然简化了调制区的判断，但是仍需要将电压矢量圆分成六个扇区，在不同的扇区中计算相应的作用时间，可能会出现扇区切换的瞬间系统出现判断不确定，影响系统稳定性。
发明内容
本发明的主要目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种电压矢量过调制控制方法、装置、存储介质及永磁同步电机，以解决现有技术中在扇区切换以及调制区切换的瞬间系统出现判断不确定的问题。
本发明一方面提供了一种电压矢量过调制控制方法，包括：获取永磁同步电机的定子电流和定子电压；基于所述定子电流和定子电压得到两相旋转坐标系下的直轴调制电压和交轴调制电压；对所述两相旋转坐标系下的直轴调制电压和交轴调制电压进行坐标变换得到相应的三相调制电压；利用所述三相调制电压进行空间矢量的过调制得到相应的开关信号。
可选地，基于所述定子电流和定子电压得到两相旋转坐标系下的直轴调制电压和交轴调制电压，包括：根据所述定子电流和定子电压估算出所述电机的电机转速；根据所述电机转速和给定转速进行PI控制，得到给定交轴电流；对所述定子电流进行坐标变换得到两相旋转坐标系下的交、直轴电流；根据所述给定交轴电流、给定直轴电流和所述两相旋转坐标系下的交、直轴电流进行PI控制，得到两相旋转坐标系下的直轴调制电压和交轴调制电压。
可选地，利用所述三相调制电压进行空间矢量的过调制，包括：确定所述三相调制电压中的最大电压值和最小电压值；根据所述三相调制电压、所述最大电压值和最小电压值确定三相所对应的调制波。
可选地，根据所述最大电压值和最小电压值确定三相所对应的调制波，包括：
当满足umax+umin＞0且3umax＞2Ud时，三相所对应的调制波为：
如果usx＝umax，TCMPX＝0
否则，
Figure BDA0002105411020000021
和/或，
当满足umax+umin≤0且-3umin＞2Ud时，三相所对应的调制波为：
如果usx＝umin，
Figure BDA0002105411020000031
否则，TCMPX＝0(X＝A、B、C)
和/或，
当满足umax-umin≤Ud时，三相所对应的调制波为：
Figure BDA0002105411020000032
和/或，
当满足[(3umax≤2Ud)|(-3umin≤2Ud)]且(umax-umin＞Ud)时，三相所对应的调制波为：
Figure BDA0002105411020000033
其中，umax表示三相调制电压中的最大电压值，umin表示三相调制电压中的最小值，Ud表示直流侧母线电压；usx中的x可以取a、b、c,usx代表usa、usb和usc中的任何一个；TCMPA、TCMPB、TCMPC分别为a、b、c三相的调制波；TCMPX表示三相调制波TCMPA、TCMPB、TCMPC中的任何一个；Ts表示调制周期。
本发明另一方面提供了一种电压矢量过调制控制装置，包括：获取单元，用于获取永磁同步电机的定子电流和定子电压；处理单元，用于基于所述定子电流和定子电压得到两相旋转坐标系下的直轴调制电压和交轴调制电压；变化单元，用于对所述两相旋转坐标系下的直轴调制电压和交轴调制电压进行坐标变换得到相应的三相调制电压；调制单元，用于利用所述三相调制电压进行空间矢量的过调制得到相应的开关信号。
可选地，所述处理单元，包括：转速估算子单元，用于根据所述定子电流和定子电压估算出所述电机的电机转速；第一PI控制子单元，用于根据所述电机转速和给定转速进行PI控制，得到给定交轴电流；坐标变换子单元，用于对所述定子电流进行坐标变换得到两相旋转坐标系下的交、直轴电流；第二PI控制子单元，用于根据所述给定交轴电流、给定直轴电流和所述两相旋转坐标系下的交、直轴电流进行PI控制，得到两相旋转坐标系下的直轴调制电压和交轴调制电压。
可选地，所述调制单元，包括：第一确定子单元，用于确定所述三相调制电压中的最大电压值和最小电压值；第二确定子单元，用于根据所述三相调制电压、所述最大电压值和最小电压值确定三相所对应的调制波。
可选地，所述第二确定子单元，根据所述最大电压值和最小电压值确定三相所对应的调制波，包括：
当满足umax+umin＞0且3umax＞2Ud时，三相所对应的调制波为：
如果usx＝umax，TCMPX＝0
否则，
Figure BDA0002105411020000041
和/或，
当满足umax+umin≤0且-3umin＞2Ud时，三相所对应的调制波为：
如果usx＝umin，
Figure BDA0002105411020000051
否则，TCMPX＝0(X＝A、B、C)
和/或，
当满足umax-umin≤Ud时，三相所对应的调制波为：
Figure BDA0002105411020000052
和/或，
当满足[(3umax≤2Ud)|(-3umin≤2Ud)]且(umax-umin＞Ud)时，三相所对应的调制波为：
Figure BDA0002105411020000053
其中，umax表示三相调制电压中的最大电压值和最小电压值，umin表示三相调制电压中的最小值，Ud表示直流侧母线电压；usx中的x可以取a、b、c,usx代表usa、usb和usc中的任何一个；TCMPA、TCMPB、TCMPC分别为a、b、c三相的调制波；TCMPX表示三相调制波TCMPA、TCMPB、TCMPC中的任何一个；Ts表示调制周期。
本发明又一方面提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现前述任一所述方法的步骤。
本发明再一方面提供了一种永磁同步电机，包括处理器、存储器以及存储在存储器上可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现前述任一所述方法的步骤。
本发明再一方面提供了一种永磁同步电机，包括前述任一所述的电压矢量过调制控制装置。
根据本发明的技术方案，利用三相调制电压进行快速空间矢量的过调制得到相应的开关信号去控制逆变器，从而驱动电机，不需要判断是否位于线性区、过调制区，同时也不用将整个电压矢量圆六个扇区进行分析，可以直接通过调制电压直接求取整个电压矢量圆中的调制波，平稳的实现线性调制区到六阶梯波的过渡，输出电压连续变化，从而快速有效的扩大电机调速范围。避免了在扇区切换以及调制区切换的瞬间，系统出现判断不确定，导致调制波出现异常，无法正常平稳的过渡，提高了过调制控制的稳定性；简化了整个空间矢量调制的程序，缩短了DSP的执行时间，提高了响应速度。根据本发明的技术方案，不需要对磁链圆进行分扇区，并且不需要计算调制系数，也不用计算调制区中的参考角和保持角，实现了整个调制范围内，即从线性区直到六阶梯模式，不用区分电压矢量处于电压矢量圆的哪个扇区或哪个调制区。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明提供的电压矢量过调制控制方法的一实施例的方法示意图；
图2是根据本发明实施例的基于所述定子电流和定子电压得到两相旋转坐标系下的直轴调制电压和交轴调制电压的步骤的一具体实施方式的流程示意图；
图3是根据本发明实施例的利用所述三相调制电压进行空间矢量的过调制的步骤的流程示意图；
图4是根据本发明实施例的利用所述三相调制电压进行空间矢量的过调制的一种具体实施方式执行流程示意图；
图5是本发明提供的永磁同步电机的控制方法的一具体实施例的方法示意图；
图6是本发明提供的电压矢量过调制控制装置的一实施例的结构示意图；
图7是根据本发明实施例的处理单元的一具体实施方式的结构示意图；
图8是根据本发明实施例的调制单元的一具体实施方式的结构示意图；
图9是现有技术中一种过调制策略的执行流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅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。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
图1是本发明提供的电压矢量过调制控制方法的一实施例的方法示意图。所述电压矢量过调制控制方法具体可以用于永磁同步电机。
如图1所示，根据本发明的一个实施例，所述电压矢量过调制控制方法至少包括步骤S110、步骤S120、步骤S130和步骤S140。
步骤S110，获取永磁同步电机的定子电流和定子电压。
具体地，对整个系统进行初始化之后，采集所述永磁同步电机的定子电流iabc，即，ia、ib、ic以及定子电压uabc，即，ua、ub、uc。
步骤S120，基于所述定子电流和定子电压得到两相旋转坐标系下的直轴调制电压和交轴调制电压。
图2是根据本发明实施例的基于所述定子电流和定子电压得到两相旋转坐标系下的直轴调制电压和交轴调制电压的步骤的一具体实施方式的流程示意图。如图2所示，步骤S120包括步骤S121、步骤S122、步骤S123和步骤S124。
步骤S121，根据所述定子电流和定子电压估算出所述电机的电机转速。
具体地，根据所述定子电流和定子电流利用预设的观测器算法估算出所述电机的电机转速ω。
步骤S122，根据所述电机转速和给定转速进行PI控制，得到给定交轴电流。
具体地，可以计算给定转速和估算的所述电机转速ω的差值，再输入转速PI控制器进行外环转速环的PI控制，得到给定交轴电流
Figure BDA0002105411020000093
步骤S123，对所述定子电流进行坐标变换得到两相旋转坐标系下的交、直轴电流。
具体地，对三相定子电流采用下式(1)的Clack变换和式(2)的Park变换计算出两相旋转坐标系下的交、直轴电流id和iq。
Figure BDA0002105411020000091
Figure BDA0002105411020000092
步骤S124，根据所述给定交轴电流、给定直轴电流和所述两相旋转坐标系下的交、直轴电流进行PI控制，得到两相旋转坐标系下的直轴调制电压和交轴调制电压。
具体地，将给定交轴电流、给定直轴电流与两相旋转坐标系下的交轴电流和直轴电流之差输入电流PI控制器进行内环电流环的PI控制得到dq坐标系下调制电压usd和usq。
步骤S130，对所述两相旋转坐标系下的直轴调制电压和交轴调制电压进行坐标变换得到相应的三相调制电压。
具体地，在步骤S120中得到两相旋转坐标系下的直轴调制电压usd和交轴调制电压usq后，对直轴调制电压usd和交轴调制电压usq通过下式(3)的反Park变换和式(4)的反Clack变换计算出三相调制电压usa、usb和usc。
Figure BDA0002105411020000101
Figure BDA0002105411020000102
步骤S140，利用所述三相调制电压进行空间矢量的过调制得到相应的开关信号用于控制逆变器，从而驱动所述电机。
图3是根据本发明实施例的利用所述三相调制电压进行空间矢量的过调制的步骤一种具体实施方式的流程示意图。如图3所示，在一种具体实施方式中，步骤S140具体包括步骤S141和步骤S142。
步骤S141，确定所述三相调制电压中的最大电压值和最小电压值。
具体地，设三相调制电压分别为usa、usb和usc，对usa、usb和usc进行大小判断，得到三相调制电压中的最大值umax和最小值umin，即，umax＝max{usa，usb，usc}，umin＝min{usa，usb，usc}。
步骤S142，根据所述三相调制电压、所述最大电压值和最小电压值确定三相所对应的调制波，以根据三相所对应的调制波得到相应的开关信号。
具体地，根据所述三相调制电压、所述最大电压值和最小电压值、及直流侧母线电压确定三相所对应的调制波。
当满足umax+umin＞0且3umax＞2Ud时，三相所对应的调制波为：
Figure BDA0002105411020000103
其中，umax表示三相调制电压中的最大电压值，umin表示三相调制电压中的最小值，Ud表示直流侧母线电压；usx中的x可以取a、b、c,usx代表usa、usb和usc中的任何一个；TCMPA、TCMPB、TCMPC分别为a、b、c三相的调制波；TCMPX表示三相调制波TCMPA、TCMPB、TCMPC中的任何一个；Ts表示调制周期。
也就是说，当满足umax+umin＞0且3umax＞2Ud时，usa、usb和usc中若usx＝umax，则对应的调制波TCMPX＝0，否则对应的调制波
Figure BDA0002105411020000111
例如usa＝umax，则对应的a相的调制波TCMPA＝0，否则对应的a相的调制波为
Figure BDA0002105411020000112
当满足umax+umin≤0且-3umin＞2Ud时，三相所对应的调制波为：
Figure BDA0002105411020000113
也就是说，当满足umax+umin≤0且-3umin＞2Ud时，usa、usb和usc中若usx＝umin，则对应的调制波
Figure BDA0002105411020000114
否则对应的调制波TCMPX＝0。例如usa＝umin，则对应的a相的调制波为
Figure BDA0002105411020000115
否则对应的a相的调制波为TCMPA＝0。
当满足umax-umin≤Ud时，三相所对应的调制波为：
Figure BDA0002105411020000116
当满足[(3umax≤2Ud)|(-3umin≤2Ud)]且umax-umin＞Ud时，三相所对应的调制波为：
Figure BDA0002105411020000121
即，当满足3umax≤2Ud或-3umin≤2Ud，且满足umax-umin＞Ud时，利用上式得到三相所对应的调制波。
在确定三相所对应的调制波之后，从而可以基于三相所对应的调制波得到相应的开关信号，例如将调制波与载波进行比较分析得到开关信号。
上述利用所述三相调制电压进行空间矢量的过调制的步骤的执行流程还可以参考图4所示。
为清楚说明本发明技术方案，下面再以一个具体实施例对本发明提供的送风速度确定方法的执行流程进行描述。
图5是本发明提供的电压矢量过调制控制方法的一具体实施例的方法示意图。
如图5所示，对整个系统初始化之后，通过AD采样模块采集定子电压、电流，分别为uabc和iabc，然后估算出电机的转速ω，先通过转速PI控制器对转速ω进行PI控制得到给定q轴电流
Figure BDA0002105411020000122
同时对采集到的三相电流进行Clack变换和Park变换(即图中的3s→2r)得到两相旋转坐标系下电流id和iq，然后给定d轴电流
Figure BDA0002105411020000123
最后通过电流PI控制器对d轴电流和q轴电流进行内环电流环的PI控制，得到dq坐标系下调制电压usd和usq，再对dq坐标系下调制电压usd和usq进行反Park变换和反Clack变换(即图中的2r→3s)计算出三相调制电压usa、usb和usc，最后，利用三相调制电压usa、usb和usc进行快速空间矢量的过调制得到相应的开关信号去控制逆变器，从而去驱动电机。
图6是本发明提供的电压矢量过调制控制装置的一实施例的结构示意图。如图6所示，所述电压矢量过调制控制装置100包括：获取单元110、处理单元120、变换单元130和调制单元140。
获取单元110用于获取所述永磁同步电机的定子电流和定子电压；处理单元120用于基于所述定子电流和定子电压得到两相旋转坐标系下的直轴调制电压和交轴调制电压；变换单元130用于对所述两相旋转坐标系下的直轴调制电压和交轴调制电压进行坐标变换得到相应的三相调制电压；调制单元140用于利用所述三相调制电压进行空间矢量的过调制得到相应的开关信号用于控制逆变器，从而驱动所述电机。
获取单元110获取所述永磁同步电机的定子电流和定子电压。具体地，对整个系统进行初始化之后，获取单元110采集所述永磁同步电机的定子电流iabc，即，ia、ib、ic以及定子电压uabc，即，ua、ub、uc。
处理单元120基于所述定子电流和定子电压得到两相旋转坐标系下的直轴调制电压和交轴调制电压。
图7是根据本发明实施例的处理单元的一具体实施方式的结构示意图。如图7所示，在一种具体实施方式中，处理单元120包括转速估算子单元121、第一PI控制子单元122、坐标变换子单元123和第二PI控制子单元124。
转速估算子单元121用于根据所述定子电流和定子电压估算出所述电机的电机转速。
具体地，转速估算子单元121根据所述定子电流和定子电流利用预设的观测器算法估算出所述电机的电机转速ω。
第一PI控制子单元122用于根据所述电机转速和给定转速进行PI控制，得到给定交轴电流。
具体地，第一PI控制子单元122可以计算给定转速和估算的所述电机转速ω的差值，再输入转速PI控制器进行外环转速环的PI控制，得到给定交轴电流
Figure BDA0002105411020000143
坐标变换子单元123用于对所述定子电流进行坐标变换得到两相旋转坐标系下的交、直轴电流。
具体地，坐标变换子单元123对三相定子电流采用下式(1)的Clack变换和式(2)的Park变换计算出两相旋转坐标系下的交、直轴电流id和iq。
Figure BDA0002105411020000141
Figure BDA0002105411020000142
第二PI控制子单元124用于根据所述给定交轴电流、给定直轴电流和所述两相旋转坐标系下的交、直轴电流进行PI控制，得到两相旋转坐标系下的直轴调制电压和交轴调制电压。
具体地，第二PI控制子单元124将给定交轴电流、给定直轴电流与两相旋转坐标系下的交轴电流和直轴电流之差输入电流PI控制器进行内环电流环的PI控制得到dq坐标系下调制电压usd和usq。
变换单元130对所述两相旋转坐标系下的直轴调制电压和交轴调制电压进行坐标变换得到相应的三相调制电压。
具体地，变换单元130对直轴调制电压usd和交轴调制电压usq通过下式(3)的反Park变换和式(4)的反Clack变换计算出三相调制电压usa、usb和usc。
Figure BDA0002105411020000151
Figure BDA0002105411020000152
调制单元140利用所述三相调制电压进行空间矢量的过调制得到相应的开关信号用于控制逆变器，从而驱动所述电机。
图8是根据本发明实施例的调制单元的一具体实施方式的结构示意图。如图8所示，在一种具体实施方式中，调制单元140包括第一确定子单元141和第二确定子单元142。
第一确定子单元141用于确定所述三相调制电压中的最大电压值和最小电压值。
具体地，设三相调制电压分别为usa、usb和usc，第一确定子单元141对usa、usb和usc进行大小判断，得到三相调制电压中的最大值umax和最小值umin，即umax＝max{usa，usb，usc}，umin＝min{usa，usb，usc}。
第二确定子单元142用于根据所述三相调制电压、所述最大电压值和最小电压值确定三相所对应的调制波。
具体地，第二确定子单元142根据所述三相调制电压、所述最大电压值和最小电压值、及直流侧母线电压确定三相所对应的调制波。
当满足umax+umin＞0且3umax＞2Ud时，三相所对应的调制波为：
Figure BDA0002105411020000153
其中，umax表示三相调制电压中的最大电压值，umin表示三相调制电压中的最小值，Ud表示直流侧母线电压；usx中的x可以取a、b、c,usx代表usa、usb和usc中的任何一个；TCMPA、TCMPB、TCMPC分别为a、b、c三相的调制波；TCMPX表示三相调制波TCMPA、TCMPB、TCMPC中的任何一个；Ts表示调制周期。
也就是说，当满足umax+umin＞0且3umax＞2Ud时，usa、usb和usc中若usx＝umax，则对应的调制波TCMPX＝0，否则对应的调制波
Figure BDA0002105411020000161
例如usa＝umax，则对应的a相的调制波TCMPA＝0，否则对应的a相的调制波为
Figure BDA0002105411020000162
当满足umax+umin≤0且-3umin＞2Ud时，三相所对应的调制波为：
Figure BDA0002105411020000163
也就是说，当满足umax+umin≤0且-3umin＞2Ud时，usa、usb和usc中若usx＝umin，则对应的调制波
Figure BDA0002105411020000164
否则对应的调制波TCMPX＝0。例如usa＝umin，则对应的a相的调制波为
Figure BDA0002105411020000165
否则对应的a相的调制波为TCMPA＝0。
当满足umax-umin≤Ud时，三相所对应的调制波为：
Figure BDA0002105411020000166
当满足[(3umax≤2Ud)|(-3umin≤2Ud)]且umax-umin＞Ud时，三相所对应的调制波为：
Figure BDA0002105411020000171
即，当满足3umax≤2Ud或-3umin≤2Ud，且满足umax-umin＞Ud时，利用上式得到三相所对应的调制波。
在确定三相所对应的调制波之后，可以基于三相所对应的调制波得到相应的开关信号，例如将调制波与载波进行比较分析得到开关信号。
本发明还提供对应于所述电压矢量过调制控制方法的一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现前述任一所述方法的步骤。
本发明还提供对应于所述电压矢量过调制控制方法的一种永磁同步电机，包括处理器、存储器以及存储在存储器上可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现前述任一所述方法的步骤。
本发明还提供对应于所述电压矢量过调制控制装置的一种永磁同步电机，包括前述任一所述的电压矢量过调制控制装置。
据此，本发明提供的方案，根据本发明的技术方案，利用三相调制电压进行快速空间矢量的过调制得到相应的开关信号去控制逆变器，从而驱动电机，不需要判断是否位于线性区、过调制区，同时也不用将整个电压矢量圆六个扇区进行分析，可以直接通过调制电压直接求取整个电压矢量圆中的调制波，平稳的实现线性调制区到六阶梯波的过渡，输出电压连续变化，从而快速有效的扩大电机调速范围。避免了在扇区切换以及调制区切换的瞬间，系统出现判断不确定，导致调制波出现异常，无法正常平稳的过渡，提高了过调制控制的稳定性；简化了整个空间矢量调制的程序，缩短了DSP的执行时间，提高了响应速度。根据本发明的技术方案，不需要对磁链圆进行分扇区，并且不需要计算调制系数，也不用计算调制区中的参考角和保持角，实现了整个调制范围内，即从线性区直到六阶梯模式，不用区分电压矢量处于电压矢量圆的哪个扇区或哪个调制区。
本文中所描述的功能可在硬件、由处理器执行的软件、固件或其任何组合中实施。如果在由处理器执行的软件中实施，那么可将功能作为一或多个指令或代码存储于计算机可读媒体上或经由计算机可读媒体予以传输。其它实例及实施方案在本发明及所附权利要求书的范围及精神内。举例来说，归因于软件的性质，上文所描述的功能可使用由处理器、硬件、固件、硬连线或这些中的任何者的组合执行的软件实施。此外，各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为控制装置的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅为本发明的实施例而已，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权利要求范围之内。

Claims (6)

1.一种电压矢量过调制控制方法，其特征在于，包括：
获取永磁同步电机的定子电流和定子电压；
基于所述定子电流和定子电压得到两相旋转坐标系下的直轴调制电压和交轴调制电压；
对所述两相旋转坐标系下的直轴调制电压和交轴调制电压进行坐标变换得到相应的三相调制电压；
利用所述三相调制电压进行空间矢量的过调制得到相应的开关信号；
利用所述三相调制电压进行空间矢量的过调制，包括：
确定所述三相调制电压中的最大电压值和最小电压值；根据所述三相调制电压、所述最大电压值和最小电压值确定三相所对应的调制波，包括：
当满足umax+umin＞0且3umax＞2Ud时，三相所对应的调制波为：
如果usx＝umax，TCMPX＝0
否则，
Figure FDA0002725830410000011
和/或，
当满足umax+umin≤0且-3umin＞2Ud时，三相所对应的调制波为：
如果usx＝umin，
Figure FDA0002725830410000012
否则，TCMPX＝0(X＝A、B、C)
和/或，
当满足umax-umin≤Ud时，三相所对应的调制波为：
Figure FDA0002725830410000021
和/或，
当满足[(3umax≤2Ud)|(-3umin≤2Ud)]且(umax-umin＞Ud)时，三相所对应的调制波为：
Figure FDA0002725830410000022
其中，umax表示三相调制电压中的最大电压值，umin表示三相调制电压中的最小电压值，Ud表示直流侧母线电压；usx中的x可以取a、b、c,usx代表usa、usb和usc中的任何一个；TCMPA、TCMPB、TCMPC分别为a、b、c三相的调制波；TCMPX表示三相调制波TCMPA、TCMPB、TCMPC中的任何一个；Ts表示调制周期。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述定子电流和定子电压得到两相旋转坐标系下的直轴调制电压和交轴调制电压，包括：
根据所述定子电流和定子电压估算出所述电机的电机转速；
根据所述电机转速和给定转速进行PI控制，得到给定交轴电流；
对所述定子电流进行坐标变换得到两相旋转坐标系下的交、直轴电流；
根据所述给定交轴电流、给定直轴电流和所述两相旋转坐标系下的交、直轴电流进行PI控制，得到两相旋转坐标系下的直轴调制电压和交轴调制电压。
3.一种电压矢量过调制控制装置，其特征在于，包括：
获取单元，用于获取永磁同步电机的定子电流和定子电压；
处理单元，用于基于所述定子电流和定子电压得到两相旋转坐标系下的直轴调制电压和交轴调制电压；
变化单元，用于对所述两相旋转坐标系下的直轴调制电压和交轴调制电压进行坐标变换得到相应的三相调制电压；
调制单元，用于利用所述三相调制电压进行空间矢量的过调制得到相应的开关信号；
所述调制单元，包括：
第一确定子单元，用于确定所述三相调制电压中的最大电压值和最小电压值；
第二确定子单元，用于根据所述三相调制电压、所述最大电压值和最小电压值确定三相所对应的调制波，包括：
当满足umax+umin＞0且3umax＞2Ud时，三相所对应的调制波为：
如果usx＝umax，TCMPX＝0
否则，
Figure FDA0002725830410000031
和/或，
当满足umax+umin≤0且-3umin＞2Ud时，三相所对应的调制波为：
如果usx＝umin，
Figure FDA0002725830410000032
否则，TCMPX＝0(X＝A、B、C)
和/或，
当满足umax-umin≤Ud时，三相所对应的调制波为：
Figure FDA0002725830410000041
和/或，
当满足[(3umax≤2Ud)|(-3umin≤2Ud)]且(umax-umin＞Ud)时，三相所对应的调制波为：
Figure FDA0002725830410000042
其中，umax表示三相调制电压中的最大电压值，umin表示三相调制电压中的最小电压值，Ud表示直流侧母线电压；usx中的x可以取a、b、c,usx代表usa、usb和usc中的任何一个；TCMPA、TCMPB、TCMPC分别为a、b、c三相的调制波；TCMPX表示三相调制波TCMPA、TCMPB、TCMPC中的任何一个；Ts表示调制周期。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述处理单元，包括：
转速估算子单元，用于根据所述定子电流和定子电压估算出所述电机的电机转速；
第一PI控制子单元，用于根据所述电机转速和给定转速进行PI控制，得到给定交轴电流；
坐标变换子单元，用于对所述定子电流进行坐标变换得到两相旋转坐标系下的交、直轴电流；
第二PI控制子单元，用于根据所述给定交轴电流、给定直轴电流和所述两相旋转坐标系下的交、直轴电流进行PI控制，得到两相旋转坐标系下的直轴调制电压和交轴调制电压。
5.一种存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现权利要求1-2任一所述方法的步骤。
6.一种永磁同步电机，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在存储器上可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1-2任一所述方法的步骤，或者包括如权利要求3-4任一所述的电压矢量过调制控制装置。
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