CN110581680A

CN110581680A - 一种内嵌永磁同步电机的矢量控制及弱磁方法和系统

Info

Publication number: CN110581680A
Application number: CN201911092314.8A
Authority: CN
Inventors: 李子健; 陈彦鹏; 王东; 钱巍
Original assignee: Nanjing Estun Automation Co Ltd
Current assignee: Nanjing Estun Automation Co Ltd
Priority date: 2019-11-11
Filing date: 2019-11-11
Publication date: 2019-12-17
Anticipated expiration: 2039-11-11
Also published as: CN110581680B; WO2021093397A1

Abstract

一种内嵌永磁同步电机的矢量控制及弱磁方法和系统，属于永磁电机技术领域，通过计算内嵌永磁同步电机的MTPA、弱磁和MTPV控制轨迹曲线，结合电机电压限、电流限和转矩曲线，由所述曲线得到电机交直轴电流的运行轨迹图，采用前馈反馈混合弱磁控制，根据反馈电压和限幅后的给定转矩由轨迹图查表，获得直交轴电流给定值，完成矢量控制中的弱磁控制。本发明解决现有弱磁控制中二维查表占用计算资源的问题，提出基于一维查表实现矢量控制混合弱磁，且保证稳定性，用于电机矢量控制，使电流在变化过程中转矩变化小，平滑过渡，本发明方法仅使用积分器调节直轴去磁电流，简化软件整定步骤，给定转矩与输出转矩一致性高，有利于提高转速环的带宽。

Description

一种内嵌永磁同步电机的矢量控制及弱磁方法和系统

技术领域

本发明属于永磁电机技术领域，尤其是内嵌式永磁电机，为一种基于一维查表的内嵌永磁同步电机的矢量控制及弱磁方法和系统。

背景技术

永磁同步电机具有高功率密度、低转动惯量、高效率等特点，在高精度、高可靠性、宽调速范围的伺服装置中得到广泛应用。其中，内嵌式永磁电机因利用磁阻转矩，可进一步提高电机的过载能力，拓宽调速范围。内嵌永磁电机的弱磁控制已成为矢量控制系统中必不可少的一环，得到了广泛研究，其主要分为以下三种方法：前馈弱磁控制（见参考文献[1~3]）；反馈弱磁控制（见参考文献[4~6]）；前馈反馈混合弱磁控制（见参考文献[7,8]）。前馈弱磁控制根据电机参数通过理论公式计算出电机的转速拐点以及不同工作点的给定电流，这种方法严重依赖于电机参数，且没有考虑电机的电磁饱和影响，对于饱和与直交轴耦合程度较高的内嵌永磁电机来说，电机输出性能不理想。反馈弱磁控制根据电压反馈判断电机控制是否该进入弱磁，通过PI调节直轴去磁电流的增加，同时对交轴电流限幅来实现弱磁控制，这种方法的优点是实现简单、不依赖于电机参数，但缺点是很难充分发挥电机在弱磁区的最大输出性能，更无法实现电机在高速MTPV区域的运行，尤其对于交轴电流的限幅，如采用最大转矩电流比MTPA查表得到的电流幅值作为总的电流限幅（见参考文献[4]），电机将无法在弱磁区输出最大性能，但如果采用电机最大允许电流幅值作为电流限幅，控制系统极容易发生饱和震荡，失去稳定性，弱磁PI的存在降低了系统的动态响应性能，破坏了给定转矩与输出转矩的一致性，降低了转速环带宽，其参数的整定也增加了软件调试的复杂性，且易使控制系统失去稳定（见参考文献[9]）。因此，有文献提出了前馈反馈相结合的混合弱磁控制方法，这种方法先通过对电机标定提前准备两个二维表格，即直交轴电流对应不同定子磁链和不同转矩的表格。在控制系统中，电压反馈通过PI来调节定子磁链幅值，此定子磁链与限幅后的给定转矩进入二维查表获得直交轴电流给定值，这种方法可以充分发挥电机在弱磁区域的性能，并能使电机运行在高速最大转矩电压比MTPV区域，实现低速MTPA到弱磁到高速MTPV的无缝过渡，但这种方法的缺点也很明显，每个中断周期需要做两次二维查表，占用较长的计算时间和内存空间，同时还包含一个PI调节器，继承了反馈弱磁控制PI的类似缺陷。

在已公开的国内专利中，CN103404018B采用的是混合弱磁方法，根据反馈母线电压查表获得调整率，根据给定转矩和调整率查二维表获得直交轴电流给定值。CN103701384A 和CN105450121A采用的是一种反馈弱磁方法，仍旧是根据反馈电压通过PI对直交轴电流给定值进行调整。CN104242766A 根据反馈的电压电流对转矩进行估计，通过PI调整电压向量相角来实现弱磁。CN107046386A 提供了一种弱磁标定方法，其采用的仍是反馈弱磁控制方法。

在已公开的国外专利中，US20130009575A1 采用了基于二维查表的混合弱磁方法，仍是基于磁链和给定转矩查表得到直交轴电流给定值。US20140203754A1 采用了直接转矩控制的弱磁方法，根据电压反馈通过PI调节对定子磁链限幅实现弱磁和深度弱磁控制。US20170085199A1 是一种混合反馈弱磁控制方法，其假设不同电流矢量可以通过线性过渡实现计算出两个系数，使用这两个系数和电压反馈PI的输出计算直交轴电流的补偿量。US8115437 也是采用二维查表，通过当前凸极比和给定转矩查表获得直轴电流给定值，通过直轴电流给定值、给定转矩和凸极比计算交轴电流给定值。而凸极比又是另外一个二维表格，对应不同的磁链和不同的转矩。US6163128 是针对表贴永磁电机的弱磁控制方法，其通过交轴电流的跟随误差来判断是否需要去磁。

以上已公开的专利文献中，采用混合弱磁方法的大多使用了二维查表的方法，仅有US20170085199A1没有采用二维查表，然而其假设电流矢量线性过渡的前提条件，必然会造成转矩的在大范围内变化，且专利文献中没有明确说明在MTPA和弱磁区电流矢量给定值的获取。

参考文献

[1] Wide-Speed Operation of Interior Permanent Magnet Synchronous Motorswith High-Performance Current Regulator,1994

[2] A Linear Maximum Torque Per Ampere Control for IPMSM Drives OverFull-Speed Range,2005

[3] Expansion of Operating Limits for Permanent Magnet Motor by CurrentVector Control Considering Inverter Capacity，1990

[4] Speed Control of Interior Permanent Magnet Synchronous Motor Drivefor the Flux Weakening Operation,1997

[5] A Novel Flux Weakening Algorithm for Surface Mounted Permanent MagnetSynchronous Machines with Infinite Constant Power Speed Ratio,2007

[6] A New Control Technique for Achieving Wide Constant Power SpeedOperation with Interior PM Alternator Machine, 2001

[7] New Field Weakening Technique for High Saliency Interior PermanentMagnet Motor, 2003

[8] Torque Feedforward Control Technique for Permanent-Magnet SynchronousMotors,2010

[9] 永磁同步电机弱磁失控机制及其应对策略研究，2011。

发明内容

本发明要解决的问题是：内嵌永磁电机弱磁控制得到了广泛研究，但现有前馈反馈混合弱磁控制方案大多需要使用二维查表的方法，占用计算时间和内存空间，少数不需要二维查表的方案则需要一些特定前提条件，使用受到限制，且缺乏稳定性。本发明就此提出一种新的完全基于一维查表（或拟合曲线公式计算）的矢量控制混合弱磁方法，使电流在变化过程中转矩变化小，实现平滑过渡，此方法仅使用积分器调节直轴去磁电流，简化软件整定步骤，给定转矩与输出转矩一致性高，有利于提高转速环的带宽。

本发明的技术方案为：一种内嵌永磁同步电机的矢量控制及弱磁方法，计算内嵌永磁同步电机的MTPA、弱磁和MTPV控制轨迹曲线，结合电机电压限、电流限和转矩曲线，由所述曲线得到电机交直轴电流的运行轨迹图，采用前馈反馈混合弱磁控制，根据反馈电压和限幅后的给定转矩调整去磁电流，并根据转矩曲线实时计算相应交轴电流给定值，完成矢量控制中的弱磁控制。

进一步的，根据反馈电压和限幅后的给定转矩由轨迹图查表获得直交轴电流给定值具体为：

1）根据给定转矩查MTPA表，得到MTPA轨迹上的直交轴电流IdRef0，IqRef0,并使给定直交轴电流IdRef，IqRef初始化为IdRef0，IqRef0；

2）设定弱磁判断条件，转速wn，当转速小于wn时不进行弱磁，直接输出给定直交轴电流IdRef=IdRef0，IqRef=IqRef0，当转速大于wn且满足弱磁条件，进行步骤3）；

3）根据给定转矩查MTPV表，得到MPTV轨迹上的直交轴电流IdRef1，IqRef1；

4）计算反馈电压幅值和最大可用电压；

5）计算直轴电流变化量deltaId=，为变化量系数；

6）更新给定直轴电流IdRef’=IdRef+deltaId；

7）判断更新后的给定直轴电流IdRef’，如大于IdRef0，则将给定直轴电流IdRef’重新赋值为IdRef0，如不大于IdRef0则判断IdRef'是否小于IdRef1，如小于则将给定直轴电流IdRef’赋值为IdRef1，如不小于则维持IdRef’=IdRef+deltaId；

8）根据步骤7）得到的给定直轴电流计算得到对应的给定交轴电流，输出给定直交轴电流。

进一步的，本发明采用的前馈反馈混合弱磁控制，还进行PI参数动态调整。使用在线计算电流PI参数的方法，根据得到的给定交轴电流实时计算交轴电感，调整电流PI参数。

进一步的，本发明采用的前馈反馈混合弱磁控制，还进行电压前馈补偿。使用在线计算电流PI参数的方法，根据得到的给定交轴电流实时计算交轴电感，调整电压前馈的补偿值。

进一步的，步骤5）中，对于直轴电流在每个中断周期的调整变化量由三种方法确定：

d）根据当前转速确定变化量的大小；

e）根据电压差或电压比例确定变化量的大小；

f）以一个固定值来调整。

作为优选方式，步骤8）中，计算计给定交轴电流具体为：

设经过限幅的转矩给定为，由MTPA查表得和，由MTPV查表得和，弱磁发生时电流矢量逐渐从运行点过渡到(，)，退出弱磁时由(，)过渡到，由转矩计算公式，

(11)

是永磁体磁链，是直轴电感，是交轴电感，p是电机极对数；

得到转矩表达式简化为，

(12)

由、和(,)，实时计算求得和，

(13)

(14)

则由给定直轴电流得到交轴电流给定为

(15)。

本发明还提出一种内嵌永磁同步电机的矢量控制及弱磁系统，包括计算最大电压和最大磁链模块、MTPA查表模块、转矩限幅查表模块、MTPV查表模块、直轴电流给定生成模块、交轴电流给定生成模块、直交轴电流PI模块和电压前馈补偿模块，计算最大电压和最大磁链模块输出最大电压给直轴给定电流生成模块，输出最大磁链给转矩限幅查表模块，由转矩限幅查表模块得到限幅后的给定转矩，分别输入MTPA查表模块和MTPV查表模块，MTPA查表模块和MTPV查表模块的输出输入直轴电流给定生成模块和交轴电流给定生成模块，直轴电流给定生成模块和交轴电流给定生成模块的输出经直交轴电流PI模块和电压前馈补偿模块输出，直交轴电流PI模块的输出还反馈给直轴电流给定生成模块，所述系统通过软件程序实现，用于实现上述的方法。

与现有技术相比，本发明有如下优点：

1）本发明可充分发挥电机在高速区（弱磁和MTPV区）的转矩性能，传统反馈弱磁方法只能保证电机可以进入弱磁区，但是无法保证在该转速下输出电机的最大能力。本发明方法下，根据反馈电压和限幅后的给定转矩调整去磁电流，并根据转矩曲线实时计算相应交轴电流给定值，使电流轨迹始终沿恒转矩曲线滑动，能保证电机在高速弱磁区输出最大能力。

2）本发明采用一维查表或曲线拟合公式，运算快速，占内存小。传统前馈反馈混合弱磁需要查二维表格，不仅查表计算慢，而且需要较大内存存储二维表格。本发明方法只使用一维曲线，通过数据拟合保存系数，运算快且占用内存少。

3）本发明弱磁可不使用PI调节，而只根据反馈电压占比来调节，或仅使用积分器，减小软件整定复杂度。

4）本发明考虑了弱磁电流限值，由于MTPA和MTPV曲线在提取过程中均考虑了最大去磁电流的限值，防止电机永磁体发生不可逆退磁，避免永磁体退磁。

5）本发明在计算给定交轴电流的过程中，保证电流矢量沿着转矩双曲线过渡，最大程度实现电流矢量和转矩的平滑过渡。

6）本发明由于弱磁区转矩平稳，转矩给定和实际转矩一致性高，减少了非线性因素，与传统PI弱磁方法相比具有显著优势。因此转速环的增益可以设置的相对激进一些，有利于提高转速环带宽。

7）本发明根据得到的给定交轴电流实时计算交轴电感，PI参数是根据电感动态计算的，电压解耦也考虑了电感变化的影响，尤其是Lq，因此前馈补偿以及动态PI参数调整保证了系统稳定性。

附图说明

图1为本发明的电机电流的运行轨迹图。

图2为本发明控制系统框图。

图3为MTPA曲线提取步骤流程图。

图4为根据图3步骤提取的MTPA曲线。

图5为转矩限幅曲线和MTPV曲线的提取步骤流程图。

图6为根据图5步骤提取的转矩限幅曲线。

图7为根据图5步骤提取的MTPV曲线。

图8为直轴电流的调整流程图。

图9为直轴电流的动态变化示意图，电机参数为300V_dc，30Nm给定转矩，转速从0rpm加速到5000rpm。

图10为电机以最高转矩从0加速到5000rpm，再减速到0rpm的

图11为交轴电感随交轴电流的变化示意图。

图12为本发明弱磁控制与现有技术的反馈弱磁控制下，转矩性能比较图。

图13为本发明弱磁控制与现有技术的反馈弱磁控制下，直交轴电流轨迹比较。

图14为恒转速下弱磁区转矩动态性能。

具体实施方式

本发明提供一种基于一维查表的内嵌永磁同步电机的矢量控制及弱磁方法，计算内嵌永磁同步电机的MTPA、弱磁和MTPV控制轨迹曲线，结合电机电压限、电流限和转矩曲线，由所述六种曲线得到电机交直轴电流的运行轨迹图，采用前馈反馈混合弱磁控制，根据反馈电压和限幅后的给定转矩调整去磁电流，并根据转矩曲线实时计算相应交轴电流给定值，完成矢量控制中的弱磁控制。本发明方法下，电机不弱磁时，直交轴电流给定通过查表获得，弱磁时，需要实时调整，即增大去磁电流，根据本发明方法的转矩曲线实时计算交轴电流给定，进行弱磁控制。

下面具体说明本发明的实施。

1.MTPA、弱磁和MTPV控制轨迹的获取。

1) 内嵌永磁电机的电压限公式如下，

（1）

这里，

（2）

（3）

，是直轴电压矢量，单位V；

，是交轴电压矢量，单位V；

，是直轴电流矢量，单位A；

，是交轴电流矢量，单位A；

，是电机相电阻，单位Ω；

，是电机电角频率，单位rad/s；

，是直轴磁链，单位Wb；

，是交轴磁链，单位Wb；

，是电压矢量限幅，单位V；

对于不同的PWM调制，电压矢量限幅计算公式不同。对于SVPWM调制方式，

（4）

这里，

，是母线直流电压，单位V；

，是母线电压裕量系数，考虑到死区等非线性因素影响而设置。

2)内嵌永磁电机的电流限公式如下，

（5）

这里，

，是电机运行最大允许电流，单位A；

，是电机电流幅值，单位A，

（6）

3)内嵌永磁电机的转矩公式如下，

（7）

这里，

,是电机电磁转矩，单位Nm；

p，是电机极对数。

获得内嵌永磁电机直交轴磁链矩阵，即直交轴磁链相对于不同的直交轴电流的二维数组，优选根据专利CN201910235165.X中提到的永磁同步电机定子磁链矩阵提取方法。由直交轴磁链矩阵和以上公式，可以获得电机电流的运行轨迹，如图1所示。图1既考虑了电机的电磁饱和影响，也考虑了直交轴耦合的影响和电机电阻的影响，因此电压限相对于横轴并不对称，转矩曲线也不是标准的双曲线。图1还考虑了对永磁体退磁的限制，对于本发明所使用电机最大直轴去磁电流限定在了-60A。从O点到A点为MTPA轨迹，从A到B点为弱磁轨迹，从B到C点为MTPV轨迹。轨迹OABC标记的是电机的转矩转速峰值特性，然而在低于峰值转矩、高转速的区域，控制电流的轨迹也需要规划出来。比如，对于20Nm转矩来说，当转速在4000rpm时可以在D点运行，而当转速上升到4500rpm,D点已在电压限之外，电流运行点应沿着DEF形成的等转矩轨迹平滑移动到E点，当转速上升到5000rpm时，电流运行点沿着DEF平滑移动到G点。假设电机转矩可以继续上升到更高的转速，使G点在电压限之外，则此时20Nm转矩已无法满足，只能对转矩限幅。

2.控制方法及控制系统

如图2所示，本发明控制方法下的控制系统主要包含以下几个部分：计算最大电压和最大磁链、MTPA查表、转矩限幅查表、MTPV查表、直轴电流给定生成、交轴电流给定生成、直交轴电流PI和电压前馈补偿。

1)计算最大电压和最大磁链

最大电压计算由公式（4）得到。

最大磁链计算如下，

（8）

2)MTPA查表

首先获得内嵌永磁电机直交轴磁链矩阵，优选根据专利CN201910235165.X中提到的方法获得。MTPA曲线提取步骤如图3所示，所得曲线如图4所示。

2.1）获得电机直交轴磁链矩阵；

2.2）设定电流最小步长并对直交轴磁链矩阵插值细化；

2.3）根据计算电机转矩矩阵；

2.4）将电磁转矩矩阵中的最小转矩和最大转矩提取出来作为转矩给定范围，由于最小转矩其实就是0，因此实际直接取最大转矩即可。设定转矩步长，得到N个点的转矩值序列，对某一给定电磁转矩值，提取所有可能对应的直交轴电流组合，将电流幅值最小的一组直交轴电流组合挑选出来，即为该电磁转矩下的MTPA电流向量，最终得到所有对应的最小直交轴电流组合，即为MTPA控制轨迹，得到转矩对应直交轴电流的MTPA表。

3)转矩限幅查表和MTPV查表

转矩限幅曲线和MTPV曲线的提取步骤如图5所示，所得曲线如图6和图7所示。MTPA和MTPV曲线在提取过程中均考虑了最大去磁电流的限值，防止电机永磁体发生不可逆退磁。

3.1）获得电机直交轴磁链矩阵；

3.2）设定电流最小步长并对直交轴磁链矩阵插值细化；

3.3）计算磁链幅值矩阵；

3.4）根据计算电机转矩矩阵；

3.5）电磁转矩矩阵中的最小转矩和最大转矩提取出来作为转矩给定范围，设定转矩步长，得到N个点的转矩值序列，对某一给定电磁转矩值，提取所有可能对应的直交轴电流组合，通过插值磁链幅值矩阵，计算所有直交轴电流组合对应的磁链幅值，并找出所有组合中磁链幅值最小的一组直交轴电流组合，最终得到转矩序列对应的最小直交轴电流组合和对应的最小磁链幅值，由直交轴电流组合得到MTPV控制轨迹，得到转矩对应直交轴电流的MTPV表，最小磁链幅值得到转矩限幅表。

4)直轴电流给定和交轴电流给定生成

直交轴电流调整如图8所示：

4.1）根据给定转矩查MTPA表，得到MTPA轨迹上的直交轴电流IdRef0，IqRef0,并使给定直交轴电流IdRef，IqRef初始化为IdRef0，IqRef0；

4.2）设定弱磁判断条件，转速wn，当转速小于wn时不进行弱磁，直接输出给定直交轴电流IdRef=IdRef0，IqRef=IqRef0，当转速大于wn且满足弱磁条件，进行步骤4.3）；对于这里设定的转速wn，当电机母线电压因某种原因跌落时，拐点转速可能很小，为了避免电机控制软件程序去响应这种情况而对电机进行弱磁控制，这里就设置了一个转速阈值wn。因此，wn应设置一个较小值，即根据最低允许母线电压对应的拐点转速来设置，母线电压跌落到此值时，电机控制软件程序通常已先触发欠压故障，并停机。

4.3）根据给定转矩查MTPV表，得到MPTV轨迹上的直交轴电流IdRef1，IqRef1；

4.4）计算反馈电压幅值和最大可用电压；

4.5）计算直轴电流变化量deltaId=，为设置的变化量系数；

4.6）更新给定直轴电流IdRef’=IdRef+deltaId；

4.7）判断更新后的给定直轴电流IdRef’，如大于IdRef0，则将给定直轴电流IdRef’重新赋值为IdRef0，如不大于IdRef0则判断IdRef'是否小于IdRef1，如小于则将给定直轴电流IdRef’赋值为IdRef1，如不小于则维持IdRef’=IdRef+deltaId；

4.8）根据步骤4.7）得到的给定直轴电流计算得到对应的给定交轴电流，输出给定直交轴电流。

本发明直轴给定电流模块中包含了弱磁判断条件。当转速小于某一设定转速wn时可人为设定不弱磁。根据反馈电压和计算电压向量幅值，

（9）

当式（10）条件满足时开始调整直轴弱磁电流，使其向MTPV运行点的方向增加，到达 MTPV运行点停止。当式（10）不满足时，使其向MTPA运行点的方向减小，到达MTPA运行点停止。

（10）

对于直轴电流在每个中断周期的调整变化量可以由三种方法确定：

a)根据当前转速确定变化量的大小；

b)根据电压差（包括使用PI调节器）或电压比例确定变化量的大小；

c)以一个固定值来调整。

图9所示的直轴电流变化曲线采用了第二种方法（）通过积分器来确定直轴电流的调整变化量。在2950rpm电机控制进入弱磁，直轴电流逐渐从MTPA过渡到MTPV。

对于给定交轴电流的计算，为了保证弱磁过程中电流和转矩的平滑过渡，本发明提出了如下优选计算方法。设经过限幅的转矩给定为，由MTPA查表可得和，即IdRef0，IqRef0，由MTPV查表可得和，即IdRef1，IqRef1。弱磁发生时电流矢量逐渐从运行点过渡到(，)，退出弱磁时由(，)过渡到。为了保证平滑过渡，应尽量保证电流矢量沿着转矩双曲线过渡，其具体实施方法描述如下。由转矩计算公式，

（11）

其中，

，是永磁体磁链，单位Wb；，是直轴电感，单位H；，是交轴电感，单位H。

因此转矩表达式可简化为，

（12）

由于已知了、和(，)，因此可实时计算求得和，

（13）

（14）

因此，对于由步骤4）已知的直轴电流给定，交轴电流给定为

（15）

如果k1,k2可以实时求解，那么每次变化都可以求出使不变的，即保证了电流矢量沿着转矩双曲线过渡。

本发明这里假定在过渡的过程中电感变化不大，这种方法虽不能让转矩在电流运行点过渡的过程中准确的稳定在给定值，但可以尽量保证转矩变化不大，在MTPV转速区域可以准确过渡到MTPV电流运行点。

图10为电机转矩给定为最大转矩30Nm从 0加速到5000rpm的过程中电流、转矩、最大磁链的变化过程。

5)PI参数动态调整及电压前馈补偿

由于交轴电感随交轴电流变化影响较大，如图11所示，因此可用一条交轴电感曲线对电感变化进行近似拟合。使用在线计算电流PI参数的方法，根据交轴电流实时计算交轴电感并调整电流PI参数。同样的，也可以根据实时计算的交轴电感调整电压前馈的补偿值。

3.本发明的弱磁方法与常用反馈弱磁方法的性能比较

本发明比较实施例所使用的电机参数如下，

图12为本发明提出的弱磁方法与传统反馈弱磁方法在转矩性能方面的比较。图13为直交轴电流轨迹的比较。

图10和图14体现了本发明的弱磁控制动态性能。图10为300VDC情况下变化转速，给定转矩为固定的30Nm各个变量的变化曲线，图中1.5s和3.5s左右发生的短暂的转矩不变是由于MTPA轨迹与弱磁轨迹衔接处拟合数据不连续造成的。图14为300VDC情况下固定转速5000rpm，给定转矩变化的各变量的变化曲线。

Claims

1.一种内嵌永磁同步电机的矢量控制及弱磁方法，其特征是计算内嵌永磁同步电机的MTPA、弱磁和MTPV控制轨迹曲线，结合电机电压限、电流限和转矩曲线，由所述曲线得到电机交直轴电流的运行轨迹图，采用前馈反馈混合弱磁控制，根据反馈电压和限幅后的给定转矩调整去磁电流，并根据转矩曲线实时计算相应交轴电流给定值，完成矢量控制中的弱磁控制。

2.根据权利要求1所述的一种内嵌永磁同步电机的矢量控制及弱磁方法，其特征是根据反馈电压和限幅后的给定转矩由轨迹图查表获得直交轴电流给定值具体为：

4）计算反馈电压幅值和最大可用电压；

5）计算直轴电流变化量deltaId=，为变化量系数；

6）更新给定直轴电流IdRef’=IdRef+deltaId；

3.根据权利要求2所述的一种内嵌永磁同步电机的矢量控制及弱磁方法，其特征是使用在线计算电流PI参数的方法，根据得到的给定交轴电流实时计算交轴电感，调整电流PI参数。

4.根据权利要求2所述的一种内嵌永磁同步电机的矢量控制及弱磁方法，其特征是使用在线计算电流PI参数的方法，根据得到的给定交轴电流实时计算交轴电感，调整电压前馈的补偿值。

5.根据权利要求2所述的一种内嵌永磁同步电机的矢量控制及弱磁方法，其特征是步骤5）中，对于直轴电流在每个中断周期的调整变化量由三种方法确定：

a）根据当前转速确定变化量的大小；

b）根据电压差或电压比例确定变化量的大小；

c）以一个固定值来调整。

6.根据权利要求2所述的一种内嵌永磁同步电机的矢量控制及弱磁方法，其特征是步骤8）中，计算交轴给定电流具体为：

是永磁体磁链，是直轴电感，是交轴电感，p是电机极对数；

得到转矩表达式简化为，

由、和(,)，实时计算求得和，

则由给定直轴电流得到交轴电流给定为

。

7.根据权利要求1或2所述的一种内嵌永磁同步电机的矢量控制及弱磁方法，其特征是MTPA控制轨迹获取具体为：

1）获得电机直交轴磁链矩阵；

2）设定电流最小步长并对直交轴磁链矩阵插值细化；

3）根据计算电机转矩矩阵，其中是电机电磁转矩，是直轴磁链，是交轴磁链，p是电机极对数；

4）将电磁转矩矩阵中的最大转矩提取出来作为转矩给定范围，设定转矩步长，得到N个点的转矩值序列，对某一给定电磁转矩值，提取所有可能对应的直交轴电流组合，将电流幅值最小的一组直交轴电流组合挑选出来，即为该电磁转矩下的MTPA电流向量，最终得到所有对应的最小直交轴电流组合，即为MTPA控制轨迹，得到转矩对应直交轴电流的MTPA表。

8.根据权利要求1或2所述的一种内嵌永磁同步电机的矢量控制及弱磁方法，其特征是MTPV曲线获取具体为：

1）获得电机直交轴磁链矩阵；

2）设定电流最小步长并对直交轴磁链矩阵插值细化；

3）计算磁链幅值矩阵；

4）根据计算电机转矩矩阵，其中是电机电磁转矩，是直轴磁链，是交轴磁链，p是电机极对数；

5）电磁转矩矩阵中的最小转矩和最大转矩提取出来作为转矩给定范围，设定转矩步长，得到N个点的转矩值序列，对某一给定电磁转矩值，提取所有可能对应的直交轴电流组合，通过插值磁链幅值矩阵，计算所有直交轴电流组合对应的磁链幅值，并找出所有组合中磁链幅值最小的一组直交轴电流组合，最终得到转矩序列对应的最小直交轴电流组合和对应的最小磁链幅值，由直交轴电流组合得到MTPV控制轨迹，得到转矩对应直交轴电流的MTPV表，最小磁链幅值得到转矩限幅表。

9.一种内嵌永磁同步电机的矢量控制及弱磁系统，其特征是包括计算最大电压和最大磁链模块、MTPA查表模块、转矩限幅查表模块、MTPV查表模块、直轴电流给定生成模块、交轴电流给定生成模块、直交轴电流PI模块和电压前馈补偿模块，计算最大电压和最大磁链模块输出最大电压给直轴给定电流生成模块，输出最大磁链给转矩限幅查表模块，由转矩限幅查表模块得到限幅后的给定转矩，分别输入MTPA查表模块和MTPV查表模块，MTPA查表模块和MTPV查表模块的输出输入直轴电流给定生成模块和交轴电流给定生成模块，直轴电流给定生成模块和交轴电流给定生成模块的输出经直交轴电流PI模块和电压前馈补偿模块输出，直交轴电流PI模块的输出还反馈给直轴电流给定生成模块，所述系统通过软件程序实现，用于实现权利要求1-8任一项所述的方法。