CN112039402A - 一种电机控制系统及控制方法 - Google Patents

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CN112039402A CN202010930395.0A CN202010930395A CN112039402A CN 112039402 A CN112039402 A CN 112039402A CN 202010930395 A CN202010930395 A CN 202010930395A CN 112039402 A CN112039402 A CN 112039402A
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张嘉鑫
周琛
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Abstract

本申请涉及一种电机控制系统及控制方法，其中控制方法包括：获取电机的电机转速采样值、电机转速目标值及电机运行时的参数信息；在电机转速目标值超过预设转速时，根据电机转速采样值以及电机转速目标值得到与电机的直轴对应的第一直轴目标电压；预设转速是电机在不进行弱磁控制时的最大转速；根据参数信息确定电机的负载信息；根据负载信息确定与电机的交轴对应的第一交轴目标电压；向电机输出第一直轴目标电压以及第一交轴目标电压。本申请可以根据不同的参数信息，得到不同的负载状态，进而对电机采用对应的控制策略，实现电机带载能力、运行效率和直流母线电压利用率三个性能指标的平衡，使电机的性能能够得到更好的发挥。

Description

一种电机控制系统及控制方法
技术领域
本申请涉及电机控制技术领域，尤其涉及一种电机控制系统及控制方法。
背景技术
永磁同步电机的转子采用永磁体产生磁链，具有高功率密度、结构简单、效率高的优点，在工业的各个领域中都有着广泛的应用。尤其在家用空调产品中，采用永磁同步电机驱动压缩机已成为了当今的主流。但由于永磁体产生的磁链为恒值，其调速性能受到了制约，因此弱磁控制技术的研究对永磁同步电机的应用具有重要的意义。具体的，永磁同步电机，在满足一定的逆变器电压、电流限制条件下，通过减弱电机磁场使电机运行于额定转速之上的控制方式即为弱磁控制。弱磁控制可以拓宽永磁同步电机的调速范围。
目前应用最为广泛的弱磁控制方法主要有：
1、基于电流超前角的弱磁方式，该方式在深度弱磁时易产生电流振荡，导致电机失控。并且依赖电机参数，电机损耗较大；
2、基于单电流调节的q轴电压调节方式，该方式通常采用单一方式，不能根据工况需要综合电机的带载能力、运行效率和直流母线电压利用率。
针对相关技术中存在的诸多技术问题，目前尚未提供有效的解决方案。
发明内容
为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本申请提供了一种电机控制系统及控制方法。
第一方面，本申请实施例提供了一种电机控制系统，包括：单电流调节器和电机转速获取装置；
所述单电流调节器包括：直轴电压输出模块和交轴电压输出模块；所述交轴电压输出模块包括：传感数据采集子模块、负载识别子模块和交轴电压调制子模块；
所述电机转速获取装置用于获取电机转速采样值以及电机转速目标值；
所述直轴电压输出模块的输入端连至所述电机转速获取装置，用于根据所述电机转速采样值以及电机转速目标值得到直轴目标电压；
所述直轴电压输出模块的输出端与电机电连接，用于向所述电机的直轴输出所述直轴目标电压；
所述传感数据采集子模块用于测量所述电机运行的参数信息；
所述负载识别子模块与所述传感数据采集子模块电连接，用于根据所述参数信息得到所述电机的负载信息；
所述交轴电压调制子模块与所述负载识别子模块电连接，用于根据所述负载信息得到交轴目标电压，并向所述电机的交轴输出所述交轴目标电压。
可选的，如前述的电机控制系统，还包括：弱磁控制切换装置和双电流调节器；
所述双电流调节器输入端连至所述电机转速获取装置；
所述弱磁控制切换装置输入端分别与所述双电流调节器和单电流调节器电连接，用于根据所述电机转速目标值在所述双电流调节器和单电流调节器之间进行切换；
所述弱磁控制切换装置的输出端与所述电机电连接。
可选的，如前述的电机控制系统，所述直轴电压输出模块包括：第一PI调节器、第二PI调节器和比较器；
所述第一PI调节器、比较器和第二PI调节器依次相互串联；
所述第一PI调节器用于根据所述电机转速采样值以及电机转速目标值得到直轴目标电流，并将所述直轴目标电流传输至所述比较器；
所述比较器用于根据所述直轴的采样直轴电流以及所述直轴目标电流得到直轴电流差值；
所述第二PI调节器用于根据所述直轴电流差值得到所述直轴目标电压。
可选的，如前述的电机控制系统，所述传感数据采集模块包括：温度采集单元、湿度采集单元和电机信息获取单元。
第二方面，本申请实施例提供了一种电机控制方法，包括：
获取电机的电机转速采样值、电机转速目标值及所述电机运行时的参数信息；
在所述电机转速目标值超过预设转速时，根据所述电机转速采样值以及电机转速目标值得到与所述电机的直轴对应的第一直轴目标电压；所述预设转速是所述电机在不进行弱磁控制时的最大转速；
根据所述参数信息确定所述电机的负载信息；
根据所述负载信息确定与所述电机的交轴对应的第一交轴目标电压；
向所述电机输出所述第一直轴目标电压以及所述第一交轴目标电压。
可选的，如前述的电机控制方法，所述根据所述负载信息确定与所述电机的交轴对应的第一交轴目标电压，包括：
确定所述电机对应的电压极限椭圆、电流极限圆以及交轴电流与直轴电流之间的关系函数；其中，所述关系函数的自变量为直轴电流、因变量为交轴电流；
根据所述电压极限椭圆以及电流极限圆确定所述电机的可弱磁范围；
根据所述关系函数以及可弱磁范围确定与所述负载信息对应的所述第一交轴目标电压。
可选的，如前述的电机控制方法还包括：
在所述负载信息满足第一负载状态时，根据下式得到所述第一交轴目标电压uq：
Figure BDA0002670013050000041
其中，usmax为直流母线最大可利用电压，ud为所述第一直轴电压目标值。
可选的，如前述的电机控制方法根据所述关系函数以及可弱磁范围确定与所述负载信息对应的第一交轴目标电压，包括：
确定与所述负载信息对应的恒转矩曲线；
在所述负载信息满足第二负载状态时，获取与交轴给定电压对应的多个候选交轴给定电压值，得到所述候选交轴给定电压值与所述候选关系函数之间的对应关系；其中，所述关系函数中的参数包括交轴给定电压；
确定每个所述候选关系函数与所述恒转矩曲线的第一交点；其中，所述第一交点的坐标值分别为直轴电流分量和交轴电流分量；
在所有所述第一交点中确定在所述可弱磁范围内的候选交点；
根据所述直轴电流分量以及交轴电流分量计算所述候选交点对应的定子电流；
根据最小的所述定子电流对应的所述候选交点得到目标交点；
根据包含所述目标交点的关系函数所对应的所述候选交轴给定电压值得到所述第一交轴目标电压。
可选的，如前述的电机控制方法，根据所述关系函数以及可弱磁范围确定与所述负载信息对应的第一交轴目标电压，包括：
在所述负载信息满足第三负载状态时，确定所述电压极限椭圆与电流极限圆在所述可弱磁范围上的第二交点；
确定穿过所述第二交点的目标关系函数，并确定所述目标关系函数对应的交轴给定电压；
根据所述交轴给定电压得到所述第一交轴目标电压。
可选的，如前述的电机控制方法，所述根据所述电机转速采样值以及电机转速目标值得到与所述电机的直轴对应的第一直轴目标电压，包括：
根据所述电机转速采样值以及电机转速目标值得到电机转速差值，根据所述电机转速差值得到直轴目标电流；
对所述电机进行相电流采集得到直轴采样电流；
根据所述直轴目标电流以及直轴采样电流，得到直轴电流差值；
根据所述直轴电流差值得到所述第一直轴目标电压。
第三方面，本申请实施例提供了一种电机控制装置，包括：
获取模块，用于获取电机的电机转速采样值、电机转速目标值及所述电机运行时的参数信息；
第一电压确定模块，用于在所述电机转速目标值超过预设转速时，根据所述电机转速采样值以及电机转速目标值得到与所述电机的直轴对应的第一直轴目标电压；所述预设转速是所述电机在不进行弱磁控制时的最大转速；
负载模块，用于根据所述参数信息确定所述电机的负载信息；
第二电压确定模块，用于根据所述负载信息确定与所述电机的交轴对应的第一交轴目标电压；
输出模块，用于向所述电机输出所述第一直轴目标电压以及所述第一交轴目标电压。
第四方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括：处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，所述处理器、通信接口和存储器通过通信总线完成相互间的通信；
所述存储器，用于存放计算机程序；
所述处理器，用于执行所述计算机程序时，实现如前述任一项所述的处理方法。
第五方面，本申请实施例提供了一种存储介质，所述存储介质包括存储的程序，其中，所述程序运行时执行如前任一项所述的方法步骤。
本申请实施例提供了一种电机控制系统及控制方法，其中控制方法包括：获取电机的电机转速采样值、电机转速目标值及所述电机运行时的参数信息；在所述电机转速目标值超过预设转速时，根据所述电机转速采样值以及电机转速目标值得到与所述电机的直轴对应的第一直轴目标电压；所述预设转速是所述电机在不进行弱磁控制时的最大转速；根据所述参数信息确定所述电机的负载信息；根据所述负载信息确定与所述电机的交轴对应的第一交轴目标电压；向所述电机输出所述第一直轴目标电压以及所述第一交轴目标电压。采用本申请中的方法可以根据采集得到的参数信息，得到电机当前的负载状态，进而对电机采用对应的控制策略，实现电机带载能力、运行效率和直流母线电压利用率三个性能指标的平衡，因此能够达到良好的控制效果，使电机的性能能够得到更好的发挥。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种电机控制系统的示意图；
图2为本申请实施例提供的一种电机控制方法的流程示意图；
图3为本申请另一实施例提供的一种电机控制方法的流程示意图；
图4为本申请实施例提供的一种电机工作点范围的示意图；
图5为本申请另一实施例提供的一种电机工作点范围的示意图；
图6为本申请实施例提供的一种电机控制装置的框图；
图7为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
图1为本申请实施例提供的一种电机控制系统，包括：单电流调节器1和电机转速获取装置2；
单电流调节器1包括：直轴电压输出模块11和交轴电压输出模块12；交轴电压输出模块12包括：传感数据采集子模块121、负载识别子模块122和交轴电压调制子模块123；
电机转速获取装置2用于获取电机转速采样值以及电机转速目标值；
直轴电压输出模块11的输入端连至电机转速获取装置2，用于根据电机转速采样值以及电机转速目标值得到直轴目标电压；
直轴电压输出模块11的输出端与电机电连接，用于向电机的直轴输出直轴目标电压；
传感数据采集子模块121用于测量电机运行的参数信息；
负载识别子模块122与传感数据采集子模块121电连接，用于根据参数信息得到电机的负载信息；
交轴电压调制子模块123与负载识别子模块122电连接，用于根据负载信息得到交轴目标电压，并向电机的交轴输出交轴目标电压。
其中，交轴即为q轴，直轴即为d轴，交轴和直轴实际上是坐标轴，而不是实际的轴；在永磁同步电机控制中，为了能够得到类似直流电机的控制特性，在电机转子上建立了一个坐标系，此坐标系与转子同步转动，取转子磁场方向为d轴，垂直于转子磁场方向为q轴。
具体的，传感数据采集模块121可以包括：温度采集单元、湿度采集单元和电机信息获取单元。举例的，当电机是空调压缩机时，温度采集单元、湿度采集单元可以是用于采集空调安装区域的温度及湿度；电机信息获取单元可以是与电机的控制单元相连接，用于获取电机的运行参数(例如：转速、扭矩、电压、电流等等)。
在一些实施例中，如前述的电机控制系统，还包括：弱磁控制切换装置3和双电流调节器4；
双电流调节器4的输入端连至电机转速获取装置2；
弱磁控制切换装置3输入端分别与双电流调节器4和单电流调节器1电连接，用于根据电机转速目标值在双电流调节器4和单电流调节器1之间进行切换；
弱磁控制切换装置3的输出端与电机电连接。
可选的，双电流调节器4可以包括第三PI调节器、第四PI调节器、第五PI调节器、MTPA控制模块、比较器A和比较器B；其中，第三PI调节器连至MTPA控制模块的输入端，MTPA控制模块的输出端分别连至比较器A和比较器B的输入端，比较器A和比较器B的输出端分别连至第四PI调节器和第五PI调节器的输入端；第四PI调节器和第五PI调节器的输输出端分别连至弱磁控制切换装置3。
且对应的进行双电流调节的方法为：
(1)根据永磁同步电机的电机转速目标值wr *与电机转速采样值wr，生成对应于当前负载的定子电流Is；
(2)根据目标转矩通过最大转矩电流比MTPA控制，得到d轴目标电流Id *和q轴目标电流Iq *；
(3)第四PI调节器根据d轴给定电流Id *和d轴实际电流Id进行PI调节后生成d轴目标电压Ud0 *，第五PI调节器根据q轴给定电流Iq *和q轴实际电流Iq进行PI调节后生成q轴目标电压Uq0 *。进一步的，当wr *大于电机的基速时，基速是电机在不进行弱磁控制时的最大转速；同时，弱磁控制切换装置3可以判断得到电机定子目标电压
Figure BDA0002670013050000091
大于直流母线最大电压；并切换至弱磁控制，双电流调节器4失效，采用单电流调节器1进行控制。
在一些实施例中，如前述的电机控制系统，直轴电压输出模块11包括：第一PI调节器111、第二PI调节器112和比较器113；
第一PI调节器111、比较器113和第二PI调节器112依次相互串联；
第一PI调节器111用于根据电机转速采样值以及电机转速目标值得到直轴目标电流，并将直轴目标电流传输至比较器113；
比较器113用于根据直轴的采样直轴电流以及直轴目标电流得到直轴电流差值；
第二PI调节器112用于根据直轴电流差值得到直轴目标电压。
如图2所示，根据本申请另一方面的一个实施例，还提供了一种电机控制方法，包括如下所述步骤S1至S5：
步骤S1.获取电机的电机转速采样值、电机转速目标值及电机运行时的参数信息。
具体的，电机转速采样值可以通过电机转速获取装置2对电机当前的转速进行获取得到，参数信息可以包括：温湿度信息；电机转速目标值可以是：当是空调压缩机中的电机时，电机在当前的温湿度信息或根据温湿度信息的变化值预测得到的某一时刻的温湿度信息，以及设定的空调目标温度得到的电机转速目标值；进一步的，电机转速目标值与参数信息之间的对应关系可以通过预设得到。
步骤S2.在电机转速目标值超过预设转速时，根据电机转速采样值以及电机转速目标值得到与电机的直轴对应的第一直轴目标电压；预设转速是电机在不进行弱磁控制时的最大转速。
具体的，由于预设转速是电机在不进行弱磁控制时的最大转速；因此，在电机转速目标值超过预设转速时，意味着需要通过弱磁控制的方式以达到超速运转。
因此，是在弱磁控制的方式下，根据电机转速采样值以及电机转速目标值得到与电机的直轴对应的第一直轴目标电压。
步骤S3.根据参数信息确定电机的负载信息。
具体的，不同参数信息对应不同的负载信息。举例来说，仍以是空调压缩机中的电机为例：通过采集环境参数，得到不同的环境参数与负载之间的对应关系(如下表1所示)，以对负载进行实时测量和短期预测，便于后期能够执行不同的弱磁策略。
表1
Figure BDA0002670013050000111
其中，上表中的参数以及划分方式仅为本实施例给出的一种可选的示例，具体划分策略可以根据实际应用场景进行调整。进一步的，在空调压缩机的运行过程中，其负载大小主要由其所处的外部环境温湿度所决定。因此，可通过对外部环境信息的采集，判断压缩机的负载信息，也可以通过外部温度的变化趋势，预测负载的变化方向。进而可以使系统具有对压缩机负载的实时和短期预估能力。其中一种可选的实现方式对应的实现原理可以是：
在通过温度传感器以及湿度传感器检测得到模拟信号之后，通过AD转换，得到对应的参数信息，可以根据该参数信息在上表中进行查询，也可以根对该参数信息进行持续跟踪，记录特定时长内的温湿度变化，进而达到识别负载并判断变化趋势的目的。
步骤S4.根据负载信息确定与电机的交轴对应的第一交轴目标电压。
也就是说，第一交轴目标电压时根据负载信息确定得到的，进一步的，对于不同的负载信息，电机的运行状态一般各不相同。举例的：在低负载区时可以执行效率优先控制，中负载区时可以执行正常控制，高负载时区可以执行带载能力优先控制。并且通过检测负载的变化趋势，平滑转变控制模式。
步骤S5.向电机输出第一直轴目标电压以及第一交轴目标电压。
也就是说，在得到第一直轴目标电压以及第一交轴目标电压之后，通过向电机输出第一直轴目标电压以及第一交轴目标电压以达到要求的弱磁控制的效果。
通过本实施例中的方案，可以根据不同的参数信息，得到不同的负载状态，进而对电机采用对应的控制策略，因此能够达到良好的控制效果，使电机的性能能够得到更好的发挥。
如图3所示，在一些实施例中，如前述的电机控制方法，步骤S4根据负载信息确定与电机的交轴对应的第一交轴目标电压，包括如下所述步骤S41至步骤S43：
步骤S41.确定电机对应的电压极限椭圆、电流极限圆以及交轴电流与直轴电流之间的关系函数；其中，关系函数的自变量为直轴电流、因变量为交轴电流。
具体的，电压极限椭圆、电流极限圆一般情况下都是与电机自身的参数相对应的；
其中，电压极限椭圆和电流极限圆的方程分别如式(1)、(2)所示：
Figure BDA0002670013050000121
Figure BDA0002670013050000131
式中，Ismax为电机定子电流极限值，Usmax为直流母线电压极限值，Ld为d轴电感，Lq为q轴电感，ψf为永磁体磁链。通过联立上式即可求得A点坐标，控制uq使id-iq耦合线恒过A点，完成带载能力优先控制。
可选的，交轴电流与直轴电流之间的关系函数可以如下式(3)所示：
Figure BDA0002670013050000132
式中id、iq分别为电机在d轴、q轴的电流，Rs为电机定子电阻，ωr为电机电磁角速度，Ld为d轴电感，uq为q轴电压给定值，ψf为永磁体磁链。基于该公式，只需单一控制id电流，就可以同时控制弱磁深度和电磁转矩。
步骤S42.根据电压极限椭圆以及电流极限圆确定电机的可弱磁范围。
具体的，可弱磁范围是根据电压极限椭圆与电流极限圆相比较得到的：根据系统中电机的运行参数，计算得到电机的特征电流点
Figure BDA0002670013050000133
并将该点与电机电流极限圆相比较，即可得到如图4及图5所示，可弱磁范围为电压极限椭圆T与电流极限圆Y的在iq>0时的相交部分。
步骤S43.根据关系函数以及可弱磁范围确定与负载信息对应的第一交轴目标电压。
也就是说，不同的负载信息对应的第一交轴目标电压是根据关系函数以及可弱磁范围确定得到的。
在一些实施例中，如前述的电机控制方法还包括如下所述步骤S44：
步骤S44.在负载信息满足第一负载状态时，根据下式(4)得到第一交轴目标电压uq：
Figure BDA0002670013050000141
其中，usmax为直流母线最大可利用电压，ud为第一直轴电压目标值。
具体的，永磁同步电机中：在三相逆变器里面，三相交流电进入逆变器后先整流成直流，即直流母线。第一负载状态可以是前述实施例中所述的低负载区中的状态，采用该种q轴电压给定方式，可以使直流母线电压利用率高，有较强的带载能力。
在一些实施例中，如前述的电机控制方法，所述步骤S43根据关系函数以及可弱磁范围确定与负载信息对应的第一交轴目标电压，包括如下所述步骤S4311至步骤S4317：
步骤S4311.确定与负载信息对应的恒转矩曲线。
其中，所述恒转矩曲线、候选关系函数、电压极限椭圆与电流极限圆都在同一坐标系上，且该坐标系以直轴电流和交轴电流作为横纵坐标。
步骤S4312.在负载信息满足第二负载状态时，获取与交轴给定电压对应的多个候选交轴给定电压值，得到候选交轴给定电压值与候选关系函数之间的对应关系；其中，关系函数中的参数包括交轴给定电压。
具体的，第二负载状态可以是中负载区时对应的状态，在中负载区时，一般执行正常控制即可。由式(3)可知，当候选交轴给定电压值uq发生变化时，候选关系函数在坐标系中会向左或向右移动；因此可以得到候选交轴给定电压值与候选关系函数之间的对应关系。
步骤S4313.确定每个候选关系函数与恒转矩曲线的第一交点；其中，第一交点的坐标值分别为直轴电流分量和交轴电流分量。
具体的，即确定既存在与候选关系函数，又存在与恒转矩曲线上的点，该点记为第一交点；一般的，第一交点的坐标值为(id，iq)。
步骤S4314.在所有第一交点中确定在可弱磁范围内的候选交点。
也就是说，第一交点中可能存在超过可若此范围内的点，因此需要对其进行筛选，以得到在可弱磁范围内的候选交点。具体筛选时，可以通过可弱磁范围的边界线对各个第一交点进行筛选。
且候选交点是在可弱磁范围内的第一交点。
步骤S4315.根据直轴电流分量以及交轴电流分量计算候选交点对应的定子电流。
具体的，定子电流
Figure BDA0002670013050000151
而由式(3)可知，iq是随着id的变化而变化的，因此，达到了采用单一控制电流id，同时控制弱磁深度和电磁转矩的目的。
步骤S4316.根据最小的定子电流对应的候选交点得到目标交点。
具体的，电机的功耗是随着工作电流的增大而增大的，因此，定子电流最小也就能够得到最佳的运行效率；在所有定子电流中，得到最小的is对应的候选交点，并将该候选交点记为目标交点。
步骤S4317.根据包含目标交点的关系函数所对应的候选交轴采样电压得到第一交轴目标电压。
如图4所示，具体的，目标交点(即：图4中所示点A)是通过特定的关系函数ED与恒转矩曲线H相交得到的，而关系函数是根据候选交轴给定电压值取不同的值得到的，因此目标交点与候选交轴给定电压值之间也存在对应关系，并将对应于该目标交点的候选交轴给定电压值作为第一交轴目标电压，以使得到的iq和id能够使电机达到最佳的运行效率。
如图4所示，其中一种可选的实现方式可以是：在运行效率寻优时，可将工作点由电压极限椭圆T在可弱磁范围上的边界向左定步长移动，即减小给定的uq，迫使关系函数ED做向下的平行移动，改变工作点轨迹，查找是否存在使定子电流最小点，完成效率优化。
在一些实施例中，如前述的电机控制方法，根据关系函数以及可弱磁范围确定与负载信息对应的第一交轴目标电压，包括如下所述步骤S4321至步骤S4323：
步骤S4321.在负载信息满足第三负载状态时，确定电压极限椭圆与电流极限圆在可弱磁范围内的第二交点。
具体的，由于电压极限椭圆与电流极限圆存在两个交点，但是，只有当交点在可弱磁范围内时，才能根据该点进行弱磁控制；因此，需要确定电压极限椭圆与电流极限圆在可弱磁范围内的第二交点。
步骤S4322.确定穿过第二交点的目标关系函数，并确定目标关系函数对应的交轴给定电压；
步骤S4323.根据交轴给定电压得到第一交轴目标电压。
如图5所示，具体的，第三负载状态可以是高负载区中的状态，且当电机位于高负载状态时，一般对应的电机驱动模式为带载能力优先控制模式。若按照
Figure BDA0002670013050000161
采用正常模式的q轴电压给定方式，由于外部波动等因素，并不能使工作点一直在最大带载能力处。因此，通过电机参数，计算电压极限椭圆T与电流极限圆Y的第二交点(即：图5所示B点)，并得到对应的交轴给定电压，使关系函数ED一直通过第二交点B，最后，根据交轴给定电压得到第一交轴目标电压，即可保持电机机具有最大的带载能力。
在一些实施例中，如前述的电机控制方法，步骤S2根据电机转速采样值以及电机转速目标值得到与电机的直轴对应的第一直轴目标电压，包括如下所述步骤S21至步骤S23：
步骤S21.根据电机转速采样值以及电机转速目标值得到电机转速差值，根据电机转速差值得到直轴目标电流；具体的，可以将电机转速差值经过PI调节器得到直轴目标电流；
步骤S22.对电机进行相电流采集得到直轴采样电流关系函数；
步骤S23.根据所述直轴目标电流以及直轴采样电流，得到直轴电流差值；
步骤S23.根据所述直轴电流差值得到所述第一直轴目标电压。可选的，可以将直轴电流差值作为PI调节器的输入，并得到第一直轴目标电压。
具体的，在根据电机转速采样值以及电机转速目标值得到电机转速差值之后，可以通过第一PI调节器111根据电机转速差值得经过PI调节器得到直轴目标电流，并将直轴目标电流传输至比较器113；
在根据前述实施例中的方法确定各个负载状态(包括：第一负载状态、第二负载状态和第三负载状态)的直轴目标电流之后，对直轴目标电流以及直轴采样电流进行差值计算，得到直轴电流差值；最后通过第二PI调节器112由直轴电流差值得到第一直轴目标电压。
如图6所示，根据本申请的另一个实施例，还提供了一种电机控制装置，包括：
获取模块1101，用于获取电机的电机转速采样值、电机转速目标值及电机运行时的参数信息；
第一电压确定模块1102，用于在电机转速目标值超过预设转速时，根据电机转速采样值以及电机转速目标值得到与电机的直轴对应的第一直轴目标电压；预设转速是电机在不进行弱磁控制时的最大转速；
负载模块1103，用于根据参数信息确定电机的负载信息；
第二电压确定模块1104，用于根据负载信息确定与电机的交轴对应的第一交轴目标电压；
输出模块1105，用于向电机输出第一直轴目标电压以及第一交轴目标电压。
具体的，本发明实施例的装置中各模块实现其功能的具体过程可参见方法实施例中的相关描述，此处不再赘述。
根据本申请的另一个实施例，还提供一种电子设备，包括：如图7所示，电子设备可以包括：处理器1501、通信接口1502、存储器1503和通信总线1504，其中，处理器1501，通信接口1502，存储器1503通过通信总线1504完成相互间的通信。
存储器1503，用于存放计算机程序；
处理器1501，用于执行存储器1503上所存放的程序时，实现上述方法实施例的步骤。
上述电子设备提到的总线可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect，PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，EISA)总线等。该总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
通信接口用于上述电子设备与其他设备之间的通信。
存储器可以包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，也可以包括非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。
上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(DigitalSignalProcessing，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
本申请实施例还提供一种存储介质，存储介质包括存储的程序，其中，程序运行时执行上述方法实施例的方法步骤。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的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，在其它实施例中实现。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申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (13)

1.一种电机控制系统，其特征在于，包括：单电流调节器(1)和电机转速获取装置(2)；
所述单电流调节器(1)包括：直轴电压输出模块(11)和交轴电压输出模块(12)；所述交轴电压输出模块(12)包括：传感数据采集子模块(121)、负载识别子模块(122)和交轴电压调制子模块(123)；
所述电机转速获取装置(2)用于获取电机转速采样值以及电机转速目标值；
所述直轴电压输出模块(11)的输入端连至所述电机转速获取装置(2)，用于根据所述电机转速采样值以及电机转速目标值得到直轴目标电压；
所述直轴电压输出模块(11)的输出端与电机电连接，用于向所述电机的直轴输出所述直轴目标电压；
所述传感数据采集子模块(121)用于测量所述电机运行的参数信息；
所述负载识别子模块(122)与所述传感数据采集子模块(121)电连接，用于根据所述参数信息得到所述电机的负载信息；
所述交轴电压调制子模块(123)与所述负载识别子模块(122)电连接，用于根据所述负载信息得到交轴目标电压，并向所述电机的交轴输出所述交轴目标电压。
2.根据权利要求1所述的电机控制系统，其特征在于，还包括：弱磁控制切换装置(3)和双电流调节器(4)；
所述双电流调节器(4)的输入端连至所述电机转速获取装置(2)；
所述弱磁控制切换装置(3)输入端分别与所述双电流调节器(4)和单电流调节器(1)电连接，用于根据所述电机转速目标值在所述双电流调节器(4)和单电流调节器(1)之间进行切换；
所述弱磁控制切换装置(3)的输出端与所述电机电连接。
3.根据权利要求1所述的电机控制系统，其特征在于，所述直轴电压输出模块(11)包括：第一PI调节器(111)、第二PI调节器(112)和比较器(113)；
所述第一PI调节器(111)、比较器(113)和第二PI调节器(112)依次相互串联；
所述第一PI调节器(111)用于根据所述电机转速采样值以及电机转速目标值得到直轴目标电流，并将所述直轴目标电流传输至所述比较器(113)；
所述比较器(113)用于根据所述直轴的采样直轴电流以及所述直轴目标电流得到直轴电流差值；
所述第二PI调节器(112)用于根据所述直轴电流差值得到所述直轴目标电压。
4.根据权利要求3所述的电机控制系统，其特征在于，所述传感数据采集模块(121)包括：温度采集单元、湿度采集单元和电机信息获取单元。
5.一种电机控制方法，其特征在于，包括：
获取电机的电机转速采样值、电机转速目标值及所述电机运行时的参数信息；
在所述电机转速目标值超过预设转速时，根据所述电机转速采样值以及电机转速目标值得到与所述电机的直轴对应的第一直轴目标电压；所述预设转速是所述电机在不进行弱磁控制时的最大转速；
根据所述参数信息确定所述电机的负载信息；
根据所述负载信息确定与所述电机的交轴对应的第一交轴目标电压；
向所述电机输出所述第一直轴目标电压以及所述第一交轴目标电压。
6.根据权利要求5所述的电机控制方法，其特征在于，所述根据所述负载信息确定与所述电机的交轴对应的第一交轴目标电压，包括：
确定所述电机对应的电压极限椭圆、电流极限圆以及交轴电流与直轴电流之间的关系函数；其中，所述关系函数的自变量为直轴电流、因变量为交轴电流；
根据所述电压极限椭圆以及电流极限圆确定所述电机的可弱磁范围；
根据所述关系函数以及可弱磁范围确定与所述负载信息对应的所述第一交轴目标电压。
7.根据权利要求6所述的电机控制方法，其特征在于，还包括：
在所述负载信息满足第一负载状态时，根据下式得到所述第一交轴目标电压uq：
Figure FDA0002670013040000031
其中，usmax为直流母线最大可利用电压，ud为所述第一直轴电压目标值。
8.根据权利要求6所述的电机控制方法，其特征在于，根据所述关系函数以及可弱磁范围确定与所述负载信息对应的第一交轴目标电压，包括：
确定与所述负载信息对应的恒转矩曲线；
在所述负载信息满足第二负载状态时，获取与交轴给定电压对应的多个候选交轴给定电压值，得到所述候选交轴给定电压值与所述候选关系函数之间的对应关系；其中，所述关系函数中的参数包括所述交轴给定电压；
确定每个所述候选关系函数与所述恒转矩曲线的第一交点；其中，所述第一交点的坐标值分别为直轴电流分量和交轴电流分量；
在所有所述第一交点中确定在所述可弱磁范围内的候选交点；
根据所述直轴电流分量以及交轴电流分量计算所述候选交点对应的定子电流；
根据最小的所述定子电流对应的所述候选交点得到目标交点；
根据包含所述目标交点的关系函数所对应的所述候选交轴给定电压值得到所述第一交轴目标电压。
9.根据权利要求6所述的电机控制方法，其特征在于，根据所述关系函数以及可弱磁范围确定与所述负载信息对应的第一交轴目标电压，包括：
在所述负载信息满足第三负载状态时，确定所述电压极限椭圆与电流极限圆在所述可弱磁范围上的第二交点；
确定穿过所述第二交点的目标关系函数，并确定所述目标关系函数对应的交轴给定电压；
根据所述交轴给定电压得到所述第一交轴目标电压。
10.根据权利要求6所述的电机控制方法，其特征在于，所述根据所述电机转速采样值以及电机转速目标值得到与所述电机的直轴对应的第一直轴目标电压，包括：
根据所述电机转速采样值以及电机转速目标值得到电机转速差值，根据所述电机转速差值得到直轴目标电流；
对所述电机进行相电流采集得到直轴采样电流；
根据所述直轴目标电流以及直轴采样电流，得到直轴电流差值；
根据所述直轴电流差值得到所述第一直轴目标电压。
11.一种电机控制装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取电机的电机转速采样值、电机转速目标值及所述电机运行时的参数信息；
第一电压确定模块，用于在所述电机转速目标值超过预设转速时，根据所述电机转速采样值以及电机转速目标值得到与所述电机的直轴对应的第一直轴目标电压；所述预设转速是所述电机在不进行弱磁控制时的最大转速；
负载模块，用于根据所述参数信息确定所述电机的负载信息；
第二电压确定模块，用于根据所述负载信息确定与所述电机的交轴对应的第一交轴目标电压；
输出模块，用于输出用于驱动所述电机的所述第一直轴目标电压以及所述第一交轴目标电压。
12.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，所述处理器、通信接口和存储器通过通信总线完成相互间的通信；
所述存储器，用于存放计算机程序；
所述处理器，用于执行所述计算机程序时，实现权利要求5至10任一项所述的方法步骤。
13.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质包括存储的程序，其中，所述程序运行时执行上述权利要求5至10中任一项所述的方法步骤。
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