CN111464095B - 一种永磁同步电机控制方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种永磁同步电机控制方法及系统，相比于传统单矢量MPC，抑制了共模电压的同时，降低了电流脉动，稳态性能提升，相比于现有双矢量MPC，降低了算法复杂度，减少了计算量。方法包括：采集当前时刻永磁同步电机的机械电气参数；计算得到同步旋转坐标系的旋转参考电压矢量，并转换为静止坐标系的静止参考电压矢量；确定静止参考电压矢量在基本电压矢量所处平面的扇区；根据扇区从平面矢量中选择2个有效矢量，合成得到合成矢量；计算静止参考电压矢量到零矢量及合成矢量的所在边的第一距离和第二距离；根据第一距离和第二距离，选择备选矢量；计算得到备选矢量的作用时间，确定所有基本电压矢量的作用时间，并控制永磁同步电机。

Description

一种永磁同步电机控制方法及系统
技术领域
本发明涉及电机领域，特别是涉及一种永磁同步电机控制方法及系统。
背景技术
永磁同步电机(Permanent-Magnet Synchronous Motor，PMSM)以其功率密度高、成本低、效率高、可靠性好等优点，在电动汽车等领域得到了广泛应用。在PMSM控制系统中，共模电压会对电机绕组和电机轴承之间的绝缘产生过电压应力，共模电压的大小是衡量电磁干扰强度的重要指标。
模型预测控制(Model Predictive Control，MPC)以其诸多优点被用于共模电压抑制。两电平电压源逆变器提供的八个基本电压矢量中，零矢量产生的共模电压幅值是有效矢量产生的共模电压幅值的三倍，基于MPC的共模电压抑制方法的关键在于零矢量或等效零矢量的合理使用。
虽然，传统单矢量MPC的共模电压抑制方法每个控制周期不采用零矢量，显著抑制了共模电压，但由于未使用零矢量且一个控制周期只有一个矢量，电流脉动大，稳态性能差；现有双矢量MPC中，部分算法先通过代价函数选择第一个有效矢量，第二个矢量从于第一个有效矢量相邻的矢量中选择，计算两组矢量组合作用时间后代入代价函数寻优，该类方法需多次计算寻优，算法复杂，计算量较大。
发明内容
本发明的目的是提供一种永磁同步电机控制方法及系统，相比于传统单矢量MPC，抑制了共模电压的同时，降低了电流脉动，稳态性能提升，相比于现有双矢量MPC，降低了算法复杂度，减少了计算量。
本发明第一方面提供一种永磁同步电机控制方法，包括：
采集当前时刻永磁同步电机的机械电气参数；
根据机械电气参数计算得到同步旋转坐标系的旋转参考电压矢量；
将旋转参考电压矢量转换为静止坐标系的静止参考电压矢量；
确定静止参考电压矢量在基本电压矢量所处平面的扇区，基本电压矢量包括零矢量及平面矢量；
根据扇区从平面矢量中选择2个有效矢量，并合成2个有效矢量得到合成矢量；
计算静止参考电压矢量到零矢量的第一距离，及静止参考电压矢量到合成矢量的所在边的第二距离；
根据第一距离和第二距离，从零矢量和2个有效矢量中选择2个作为备选矢量；
计算得到备选矢量的作用时间，确定所有基本电压矢量的作用时间；
根据所有基本电压矢量的作用时间控制永磁同步电机。
进一步的，确定静止参考电压矢量在基本电压矢量所处平面的扇区之前，还包括：
根据静止参考电压矢量，计算得到空间位置角；
将基本电压矢量所处平面按照每60度划分为一个扇区，基本电压矢量包括2个零矢量和6个平面矢量；
确定静止参考电压矢量在基本电压矢量所处平面的扇区，包括：
根据空间位置角确定静止参考电压矢量在基本电压矢量所处平面的扇区。
进一步的，根据扇区从基本电压矢量中选择2个有效矢量，并合成2个有效矢量得到合成矢量，包括：
根据静止参考电压矢量所处的扇区，从6个平面矢量中选择出划分扇区的2个平面矢量作为2个有效矢量；
将2个有效矢量进行合成得到合成矢量。
进一步的，计算静止参考电压矢量到零矢量的第一距离，及静止参考电压矢量到合成矢量的所在边的第二距离，包括：
对静止参考电压矢量取绝对值，得到静止参考电压矢量到零矢量的第一距离；
根据合成矢量及静止参考电压矢量，计算得到静止参考电压矢量到合成矢量的所在边上垂直交点的坐标；
根据垂直交点的坐标计算得到垂直交点的电压矢量；
将静止参考电压矢量减去垂直交点的电压矢量，再取绝对值，得到第二距离。
进一步的，根据第一距离和第二距离，从零矢量和2个有效矢量中选择2个作为备选矢量，包括：
判断第一距离和第二距离的大小；
当第一距离大于第二距离时，选择两个有效矢量作为备选矢量；
当第一距离小于第二距离时，根据空间位置角从2个零矢量和2个有效矢量中，选择1个零矢量和1个有效矢量作为备选矢量。
本发明第二方面提供一种永磁同步电机控制系统，包括：
永磁同步电机、电压源型逆变器、采样控制器及调制器；
采样控制器，用于采集当前时刻永磁同步电机的机械电气参数；
调制器，用于根据机械电气参数计算得到同步旋转坐标系的旋转参考电压矢量；
调制器，还用于将旋转参考电压矢量转换为静止坐标系的静止参考电压矢量；
调制器，还用于确定静止参考电压矢量在基本电压矢量所处平面的扇区，基本电压矢量包括零矢量及平面矢量；
调制器，还用于根据扇区从平面矢量中选择2个有效矢量，并合成2个有效矢量得到合成矢量；
调制器，还用于计算静止参考电压矢量到零矢量的第一距离，及静止参考电压矢量到合成矢量的所在边的第二距离；
调制器，还用于根据第一距离和第二距离，从零矢量和2个有效矢量中选择2个作为备选矢量；
调制器，还用于计算得到备选矢量的作用时间，确定所有基本电压矢量的作用时间；
电压源型逆变器，用于根据所有基本电压矢量的作用时间控制永磁同步电机。
进一步的，
调制器，还用于根据静止参考电压矢量，计算得到空间位置角；
调制器，还用于将基本电压矢量所处平面按照每60度划分为一个扇区，基本电压矢量包括2个零矢量和6个平面矢量；
调制器，还用于根据空间位置角确定静止参考电压矢量在基本电压矢量所处平面的扇区。
进一步的，
调制器，还用于根据静止参考电压矢量所处的扇区，从6个平面矢量中选择出划分扇区的2个平面矢量作为2个有效矢量；
调制器，还用于将2个有效矢量进行合成得到合成矢量。
进一步的，
调制器，还用于对静止参考电压矢量取绝对值，得到静止参考电压矢量到零矢量的第一距离；
调制器，还用于根据合成矢量及静止参考电压矢量，计算得到静止参考电压矢量到合成矢量的所在边上垂直交点的坐标；
调制器，还用于根据垂直交点的坐标计算得到垂直交点的电压矢量；
调制器，还用于将静止参考电压矢量减去垂直交点的电压矢量，再取绝对值，得到第二距离。
进一步的，
调制器，还用于判断第一距离和第二距离的大小；
调制器，还用于当第一距离大于第二距离时，选择两个有效矢量作为备选矢量；
调制器，还用于当第一距离小于第二距离时，根据空间位置角从2个零矢量和2个有效矢量中，选择1个零矢量和1个有效矢量作为备选矢量。
由此可见，本发明的永磁同步电机控制方法是先采集当前时刻永磁同步电机的机械电气参数，根据机械电气参数计算得到同步旋转坐标系的旋转参考电压矢量，将旋转参考电压矢量转换为静止坐标系的静止参考电压矢量，确定静止参考电压矢量在基本电压矢量所处平面的扇区，基本电压矢量包括零矢量及平面矢量，根据扇区从平面矢量中选择2个有效矢量，并合成2个有效矢量得到合成矢量，计算静止参考电压矢量到零矢量的第一距离，及静止参考电压矢量到合成矢量的所在边的第二距离，根据第一距离和第二距离，从零矢量和2个有效矢量中选择2个作为备选矢量，计算得到备选矢量的作用时间，确定所有基本电压矢量的作用时间，根据所有基本电压矢量的作用时间控制永磁同步电机。与传统单矢量MPC相比，由于本发明采用的是双矢量，抑制了共模电压的同时，降低了电流脉动，稳态性能提升；与现有双矢量MPC相比，本发明是通过静止参考电压矢量在基本电压矢量所处平面的扇区，选择2个有效矢量，通过2个有效矢量的合成矢量，计算静止参考电压矢量到零矢量的第一距离，及静止参考电压矢量到合成矢量的所在边的第二距离，再根据第一距离和第二距离选择出备选矢量，就能计算出所有基本电压矢量的作用时间，不需要像现有双矢量MPC中多次计算寻优，降低了算法复杂度，减少了计算量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的永磁同步电机控制方法的一个实施例的流程示意图；
图2为本发明提供的扇区划分的示意图；
图3为本发明提供的的矢量距离的示意图；
图4为本发明提供的永磁同步电机控制系统的一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种永磁同步电机控制方法及系统，相比于传统单矢量MPC，抑制了共模电压的同时，降低了电流脉动，稳态性能提升，相比于现有双矢量MPC，降低了算法复杂度，减少了计算量。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
请参阅图1，本发明实施例提供一种永磁同步电机控制方法，包括：
101、采集当前时刻永磁同步电机的机械电气参数；
本实施例中，对当前时刻的永磁同步电机的机械量和电气量进行采样，得到机械电气参数，机械电气参数具体可以包括直流母线电压udc(k)、三相电流ia(k)，ib(k)，ic(k)、转子旋转电角速度ωe(k)及转子电角度θe(k)。
102、根据机械电气参数计算得到同步旋转坐标系的旋转参考电压矢量；
本实施例中，首先通过三相电流以及转子电角度计算两相旋转坐标系下的电流id(k)，iq(k)，具体的计算公式如下：
Figure BDA0002491689410000061
将id(k)，iq(k)与d轴和q轴参考电流idref，iqref代入到永磁同步电机的离散状态空间方程，计算同步旋转坐标系上d轴、q轴上的旋转参考电压矢量udref，uqref，具体公式如下：
Figure BDA0002491689410000062
其中，Rs，Ts，ψf分别表示电机定子电阻，采样时间，转子永磁体磁链，Ld，Lq分别表示旋转坐标系下d轴、q轴上的电感分量。
103、将旋转参考电压矢量转换为静止坐标系的静止参考电压矢量；
本实施例中，根据两相旋转到两相静止的反Park变换，计算出静止坐标系的静止参考电压矢量uαref，uβref，将uαref，uβref进行合成之后得到uref，具体公式如下：
Figure BDA0002491689410000071
104、确定静止参考电压矢量在基本电压矢量所处平面的扇区，基本电压矢量包括零矢量及平面矢量；
本实施例中，得到静止参考电压矢量uαref，uβref之后，确定静止参考电压矢量在基本电压矢量所处平面的扇区，基本电压矢量包括零矢量及平面矢量。
105、根据扇区从平面矢量中选择2个有效矢量，并合成2个有效矢量得到合成矢量；
本实施例中，由于基本电压矢量所处平面的扇区是由两两平面矢量划分的，那么确定了静止参考电压矢量所处的扇区之后，就能选择出2个有效矢量，并合成2个有效矢量得到合成矢量。
106、计算静止参考电压矢量到零矢量的第一距离，及静止参考电压矢量到合成矢量的所在边的第二距离；
本实施例中，计算静止参考电压矢量到零矢量的第一距离，及静止参考电压矢量到合成矢量的所在边的第二距离。
107、根据第一距离和第二距离，从零矢量和2个有效矢量中选择2个作为备选矢量；
本实施例中，根据第一距离和第二距离，从零矢量和2个有效矢量中选择2个作为备选矢量。
108、计算得到备选矢量的作用时间，确定所有基本电压矢量的作用时间；
本实施例中，计算得到备选矢量的作用时间，同理，也可以计算出静止参考电压矢量位于其他扇区时的所有基本电压矢量的作用时间。
109、根据所有基本电压矢量的作用时间控制永磁同步电机。
本实施例中，根据所有基本电压矢量的作用时间，输入到脉冲发生器，通过控制逆变器桥臂的通断施加给永磁同步电机对应的定子电压，以完成对永磁同步电机的控制。
本发明实施例中，与传统单矢量MPC相比，由于采用的是双矢量，抑制了共模电压的同时，降低了电流脉动，稳态性能提升；与现有双矢量MPC相比，是通过静止参考电压矢量在基本电压矢量所处平面的扇区，选择2个有效矢量，通过2个有效矢量的合成矢量，计算静止参考电压矢量到零矢量的第一距离，及静止参考电压矢量到合成矢量的所在边的第二距离，再根据第一距离和第二距离选择出备选矢量，就能计算出所有基本电压矢量的作用时间，不需要像现有双矢量MPC中多次计算寻优，降低了算法复杂度，减少了计算量。
结合图1所示的实施例，可选的，本发明的一些实施例中，确定静止参考电压矢量在基本电压矢量所处平面的扇区之前，还包括：
根据静止参考电压矢量，计算得到空间位置角；
将基本电压矢量所处平面按照每60度划分为一个扇区，基本电压矢量包括2个零矢量和6个平面矢量；
确定静止参考电压矢量在基本电压矢量所处平面的扇区，包括：
根据空间位置角确定静止参考电压矢量在基本电压矢量所处平面的扇区。
本发明实施例中，通过静止参考电压矢量uαref，uβref，计算得到空间位置角θref，计算公式如下：
Figure BDA0002491689410000081
空间位置角θref的取值范围为[-π,π]，将其转换到[0,2π]：如果uβref大于等于0，θref不变；如果uβref小于0，θref变为θref+2π；
如图2所示，将基本电压矢量所处平面按照每60度划分为一个扇区，基本电压矢量包括2个零矢量u0，u7和6个平面矢量u1，u2，u3，u4，u5，u6，共划分了6个扇区；
根据空间位置角θref确定静止参考电压矢量uref在基本电压矢量所处平面的扇区n，计算方式为：
Figure BDA0002491689410000082
可选的，本发明的一些实施例中，根据扇区从基本电压矢量中选择2个有效矢量，并合成2个有效矢量得到合成矢量，包括：
根据静止参考电压矢量所处的扇区，从6个平面矢量中选择出划分扇区的2个平面矢量作为2个有效矢量；
将2个有效矢量进行合成得到合成矢量。
本发明实施例中，假设静止参考电压矢量uref所处的扇区为u1，u2的扇区，那么就能从6个平面矢量中选择出u1，u2作为2个有效矢量，将u1，u2进行合成得到合成矢量。
可选的，本发明的一些实施例中，计算静止参考电压矢量到零矢量的第一距离，及静止参考电压矢量到合成矢量的所在边的第二距离，包括：
对静止参考电压矢量取绝对值，得到静止参考电压矢量到零矢量的第一距离；
根据合成矢量及静止参考电压矢量，计算得到静止参考电压矢量到合成矢量的所在边上垂直交点的坐标；
根据垂直交点的坐标计算得到垂直交点的电压矢量；
将静止参考电压矢量减去垂直交点的电压矢量，再取绝对值，得到第二距离。
本发明实施例中，如图3所示，对静止参考电压矢量uref取绝对值，得到静止参考电压矢量到零矢量的第一距离d1，表达式为：
d1＝|uref|；
u1和u2的合成矢量的一端均在AB上，在静止坐标系中，联立AB和HG的表达式，具体如下：
Figure BDA0002491689410000091
计算得到静止参考电压矢量到合成矢量的所在边上垂直交点G的坐标：
Figure BDA0002491689410000092
根据垂直交点的坐标uGα，uGβ计算得到垂直交点的电压矢量uG；
将静止参考电压矢量uref减去垂直交点的电压矢量uG，再取绝对值，得到第二距离d2，表达式为：
d2＝|uref-uG|。
可选的，本发明的一些实施例中，根据第一距离和第二距离，从零矢量和2个有效矢量中选择2个作为备选矢量，包括：
判断第一距离和第二距离的大小；
当第一距离大于第二距离时，选择两个有效矢量作为备选矢量；
当第一距离小于第二距离时，根据空间位置角从2个零矢量和2个有效矢量中，选择1个零矢量和1个有效矢量作为备选矢量。
本发明实施例中，判断第一距离d1和第二距离d2的大小，当d2<d1时，uref到u1和u2合成的矢量的距离最近，备选矢量为u1、u2；
当d2>d1时，判断空间位置角θref是否大于
Figure BDA0002491689410000101
如果小于，则备选矢量为u1和u0；
如果不小于，备选矢量为u2和u7。
需要说明的是，在以上实施例中，确定了备选矢量后，计算得到备选矢量的作用时间，确定所有基本电压矢量的作用时间，具体包括：
如果备选矢量为u1、u2，设t1表示u1、u3、u5的作用时间，t2表示u2、u4、u6的作用时间，t0表示u0、u7的作用时间，由t1u1+u2t2＝uref得u2的作用时间为：
Figure BDA0002491689410000102
u1的作用时间为t1＝Ts-t2，u0的作用时间为t0＝Ts-t2-t1；若t1<0，令t1＝0；若t1>Ts，令t1＝Ts；
如果备选矢量为u1、u0，u1的作用时间为：
Figure BDA0002491689410000103
u2的作用时间为t2＝0，u0的作用时间为t0＝Ts-t2-t1；
如果备选矢量为u2、u7，u2的作用时间为：
Figure BDA0002491689410000111
u1的作用时间为t1＝0，u0的作用时间为t0＝Ts-t2-t1。同理，可计算静止参考电压矢量位于其他扇区时基本电压矢量的作用时间。
以上实施例中，对永磁同步电机控制方法进行了详细的说明，下面通过实施例对应用永磁同步电机控制方法的永磁同步电机控制系统进行说明。
请参阅图4，本发明实施例提供一种永磁同步电机控制系统，包括：
永磁同步电机401、电压源型逆变器402、采样控制器403及调制器404；
采样控制器403，用于采集当前时刻永磁同步电机401的机械电气参数；
调制器404，用于根据机械电气参数计算得到同步旋转坐标系的旋转参考电压矢量；
调制器404，还用于将旋转参考电压矢量转换为静止坐标系的静止参考电压矢量；
调制器404，还用于确定静止参考电压矢量在基本电压矢量所处平面的扇区，基本电压矢量包括零矢量及平面矢量；
调制器404，还用于根据扇区从平面矢量中选择2个有效矢量，并合成2个有效矢量得到合成矢量；
调制器404，还用于计算静止参考电压矢量到零矢量的第一距离，及静止参考电压矢量到合成矢量的所在边的第二距离；
调制器404，还用于根据第一距离和第二距离，从零矢量和2个有效矢量中选择2个作为备选矢量；
调制器404，还用于计算得到备选矢量的作用时间，确定所有基本电压矢量的作用时间；
电压源型逆变器402，用于根据所有基本电压矢量的作用时间控制永磁同步电机401。
本发明实施例中，与传统单矢量MPC相比，由于采用的是双矢量，抑制了共模电压的同时，降低了电流脉动，稳态性能提升；与现有双矢量MPC相比，是通过静止参考电压矢量在基本电压矢量所处平面的扇区，选择2个有效矢量，通过2个有效矢量的合成矢量，计算静止参考电压矢量到零矢量的第一距离，及静止参考电压矢量到合成矢量的所在边的第二距离，再根据第一距离和第二距离选择出备选矢量，就能计算出所有基本电压矢量的作用时间，不需要像现有双矢量MPC中多次计算寻优，降低了算法复杂度，减少了计算量。
可选的，结合图4所示的实施例，本发明的一些实施例中，
调制器404，还用于根据静止参考电压矢量，计算得到空间位置角；
调制器404，还用于将基本电压矢量所处平面按照每60度划分为一个扇区，基本电压矢量包括2个零矢量和6个平面矢量；
调制器404，还用于根据空间位置角确定静止参考电压矢量在基本电压矢量所处平面的扇区。
本发明实施例中，调制器404通过静止参考电压矢量uαref，uβref，计算得到空间位置角θref，计算公式如下：
Figure BDA0002491689410000121
空间位置角θref的取值范围为[-π,π]，将其转换到[0,2π]：如果uβref大于等于0，θref不变；如果uβref小于0，θref变为θref+2π；
如图2所示，将基本电压矢量所处平面按照每60度划分为一个扇区，基本电压矢量包括2个零矢量u0，u7和6个平面矢量u1，u2，u3，u4，u5，u6，共划分了6个扇区；
根据空间位置角θref确定静止参考电压矢量uref在基本电压矢量所处平面的扇区n，计算方式为：
Figure BDA0002491689410000122
可选的，结合图4所示的实施例，本发明的一些实施例中，
调制器404，还用于根据静止参考电压矢量所处的扇区，从6个平面矢量中选择出划分扇区的2个平面矢量作为2个有效矢量；
调制器404，还用于将2个有效矢量进行合成得到合成矢量。
本发明实施例中，假设静止参考电压矢量uref所处的扇区为u1，u2的扇区，那么调制器404就能从6个平面矢量中选择出u1，u2作为2个有效矢量，将u1，u2进行合成得到合成矢量。
可选的，结合图4所示的实施例，本发明的一些实施例中，
调制器404，还用于对静止参考电压矢量取绝对值，得到静止参考电压矢量到零矢量的第一距离；
调制器404，还用于根据合成矢量及静止参考电压矢量，计算得到静止参考电压矢量到合成矢量的所在边上垂直交点的坐标；
调制器404，还用于根据垂直交点的坐标计算得到垂直交点的电压矢量；
调制器404，还用于将静止参考电压矢量减去垂直交点的电压矢量，再取绝对值，得到第二距离。
本发明实施例中，如图3所示，调制器404对静止参考电压矢量uref取绝对值，得到静止参考电压矢量到零矢量的第一距离d1，表达式为：
d1＝|uref|；
u1和u2的合成矢量的一端均在AB上，在静止坐标系中，联立AB和HG的表达式，具体如下：
Figure BDA0002491689410000131
计算得到静止参考电压矢量到合成矢量的所在边上垂直交点G的坐标：
Figure BDA0002491689410000132
调制器404根据垂直交点的坐标uGα，uGβ计算得到垂直交点的电压矢量uG；
调制器404将静止参考电压矢量uref减去垂直交点的电压矢量uG，再取绝对值，得到第二距离d2，表达式为：
d2＝|uref-uG|。
可选的，结合图4所示的实施例，本发明的一些实施例中，
调制器404，还用于判断第一距离和第二距离的大小；
调制器404，还用于当第一距离大于第二距离时，选择两个有效矢量作为备选矢量；
调制器404，还用于当第一距离小于第二距离时，根据空间位置角从2个零矢量和2个有效矢量中，选择1个零矢量和1个有效矢量作为备选矢量。
本发明实施例中，调制器404判断第一距离d1和第二距离d2的大小，当d2<d1时，uref到u1和u2合成的矢量的距离最近，备选矢量为u1、u2；
当d2>d1时，判断空间位置角θref是否大于
Figure BDA0002491689410000141
如果小于，则备选矢量为u1和u0；
如果不小于，备选矢量为u2和u7。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种永磁同步电机控制方法，其特征在于，包括：
采集当前时刻永磁同步电机的机械电气参数；
根据所述机械电气参数计算得到同步旋转坐标系的旋转参考电压矢量；
将所述旋转参考电压矢量转换为静止坐标系的静止参考电压矢量；
确定所述静止参考电压矢量在基本电压矢量所处平面的扇区，所述基本电压矢量包括零矢量及平面矢量；
根据所述扇区从所述平面矢量中选择2个有效矢量，并合成所述2个有效矢量得到合成矢量；
计算所述静止参考电压矢量到所述零矢量的第一距离，及所述静止参考电压矢量到所述合成矢量的所在边的第二距离；
根据所述第一距离和所述第二距离，从所述零矢量和所述2个有效矢量中选择2个作为备选矢量；
计算得到所述备选矢量的作用时间，确定所有基本电压矢量的作用时间；
根据所有基本电压矢量的作用时间控制所述永磁同步电机
其中，所述计算所述静止参考电压矢量到所述零矢量的第一距离，及所述静止参考电压矢量到所述合成矢量的所在边的第二距离，包括：
对所述静止参考电压矢量取绝对值，得到所述静止参考电压矢量到零矢量的第一距离；
根据所述合成矢量及所述静止参考电压矢量，计算得到所述静止参考电压矢量到所述合成矢量的所在边上垂直交点的坐标；
根据所述垂直交点的坐标计算得到所述垂直交点的电压矢量；
将所述静止参考电压矢量减去所述垂直交点的电压矢量，再取绝对值，得到第二距离；
其中，所述根据所述第一距离和所述第二距离，从所述零矢量和所述2个有效矢量中选择2个作为备选矢量，包括：
判断所述第一距离和所述第二距离的大小；
当所述第一距离大于所述第二距离时，选择2个有效矢量作为备选矢量；
当所述第一距离小于所述第二距离时，根据空间位置角从2个零矢量和所述2个有效矢量中，选择1个零矢量和1个有效矢量作为备选矢量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述静止参考电压矢量在基本电压矢量所处平面的扇区之前，还包括：
根据所述静止参考电压矢量，计算得到所述空间位置角；
将基本电压矢量所处平面按照每60度划分为一个扇区，所述基本电压矢量包括2个零矢量和6个平面矢量；
所述确定所述静止参考电压矢量在基本电压矢量所处平面的扇区，包括：
根据所述空间位置角确定所述静止参考电压矢量在所述基本电压矢量所处平面的扇区。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述扇区从所述基本电压矢量中选择2个有效矢量，并合成所述2个有效矢量得到合成矢量，包括：
根据所述静止参考电压矢量所处的所述扇区，从所述6个平面矢量中选择出划分所述扇区的2个平面矢量作为2个有效矢量；
将所述2个有效矢量进行合成得到合成矢量。
4.一种永磁同步电机控制系统，其特征在于，包括：
永磁同步电机、电压源型逆变器、采样控制器及调制器；
所述采样控制器，用于采集当前时刻所述永磁同步电机的机械电气参数；
所述调制器，用于根据所述机械电气参数计算得到同步旋转坐标系的旋转参考电压矢量；
所述调制器，还用于将所述旋转参考电压矢量转换为静止坐标系的静止参考电压矢量；
所述调制器，还用于确定所述静止参考电压矢量在基本电压矢量所处平面的扇区，所述基本电压矢量包括零矢量及平面矢量；
所述调制器，还用于根据所述扇区从所述平面矢量中选择2个有效矢量，并合成所述2个有效矢量得到合成矢量；
所述调制器，还用于计算所述静止参考电压矢量到所述零矢量的第一距离，及所述静止参考电压矢量到所述合成矢量的所在边的第二距离；
所述调制器，还用于根据所述第一距离和所述第二距离，从所述零矢量和所述2个有效矢量中选择2个作为备选矢量；
所述调制器，还用于计算得到所述备选矢量的作用时间，确定所有基本电压矢量的作用时间；
所述电压源型逆变器，用于根据所有基本电压矢量的作用时间控制所述永磁同步电机；
其中，所述调制器，还用于对所述静止参考电压矢量取绝对值，得到所述静止参考电压矢量到零矢量的第一距离；
所述调制器，还用于根据所述合成矢量及所述静止参考电压矢量，计算得到所述静止参考电压矢量到所述合成矢量的所在边上垂直交点的坐标；
所述调制器，还用于根据所述垂直交点的坐标计算得到所述垂直交点的电压矢量；
所述调制器，还用于将所述静止参考电压矢量减去所述垂直交点的电压矢量，再取绝对值，得到第二距离；
其中，所述调制器，还用于判断所述第一距离和所述第二距离的大小；
所述调制器，还用于当所述第一距离大于所述第二距离时，选择2个有效矢量作为备选矢量；
所述调制器，还用于当所述第一距离小于所述第二距离时，根据空间位置角从2个零矢量和所述2个有效矢量中，选择1个零矢量和1个有效矢量作为备选矢量。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，
所述调制器，还用于根据所述静止参考电压矢量，计算得到空间位置角；
所述调制器，还用于将基本电压矢量所处平面按照每60度划分为一个扇区，所述基本电压矢量包括2个零矢量和6个平面矢量；
所述调制器，还用于根据所述空间位置角确定所述静止参考电压矢量在所述基本电压矢量所处平面的扇区。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，
所述调制器，还用于根据所述静止参考电压矢量所处的所述扇区，从所述6个平面矢量中选择出划分所述扇区的2个平面矢量作为2个有效矢量；
所述调制器，还用于将所述2个有效矢量进行合成得到合成矢量。
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