CN112583317B - 电机的弱磁控制方法、弱磁控制装置和可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种电机的弱磁控制方法、电机的弱磁控制装置和可读存储介质。其中，电机的弱磁控制方法包括：获取电机的直轴指令电压、交轴指令电压和母线电压；基于母线电压的变化率大于第一阈值，调节母线电压，并根据母线电压、直轴指令电压和交轴指令电压，计算弱磁电流；根据弱磁电流对电机进行弱磁控制。通过本发明的技术方案，一方面，可以有效地解决母线电压过低时电机能量反灌驱动器，而导致的驱动器电压剧烈波动甚至过压失控的问题；另一方面，能够避免由于母线电压回冲而导致弱磁电流降低的问题，确保弱磁电流的准确性，进一步提高对电机的控制效果。

Description

电机的弱磁控制方法、弱磁控制装置和可读存储介质

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，具体而言，涉及一种电机的弱磁控制方法、电机的弱磁控制装置和可读存储介质。

背景技术

因电解电容存在寿命、可靠性、成本等问题，所以用小容值的薄膜电容取代大容值的电解电容，即采用无电解电容控制方式。采用无电解电容控制方式后，母线电压呈2倍网侧电压频率波动甚至跌落到零附近，波动的母线电压更加需要弱磁控制，但即使采用弱磁控制，母线电压过低时仍然存在电流控制差的问题，某些工况下甚至出现电机能量反灌到驱动器导致母线电压回冲，如图1所示，母线电压相对于交流电压出现回冲的现象。

相关技术中的弱磁控制都会采用实时母线电压及其平均值作为弱磁控制的反馈电压，弱磁电流不够大会出现母线电压回冲，回冲的母线电压会抬高实时母线电压及其平均值，进一步减小弱磁电流大小，加剧电压不够用，并导致电流失控和母线电压进一步回冲，甚至产生故障停机。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的一个方面在于提出了一种电机的弱磁控制方法。

本发明的另一个方面在于提出了一种电机的弱磁控制装置。

本发明的再一个方面在于提出了一种可读存储介质。

有鉴于此，根据本发明的一个方面，提出了一种电机的弱磁控制方法，包括：获取电机的直轴指令电压、交轴指令电压和母线电压；基于母线电压的变化率大于第一阈值，调节母线电压，并根据母线电压、直轴指令电压和交轴指令电压，计算电机的弱磁电流；根据弱磁电流对电机进行弱磁控制。

在该技术方案中，获取母线电压，判断母线电压的变化率是否大于第一阈值，当母线电压的变化率大于第一阈值时，表明出现母线电压回冲的现象，此情况下对母线电压进行调节。进而在进行调节之后，根据母线电压、直轴指令电压和交轴指令电压，计算出弱磁电流，以实现对电机的弱磁控制。在本发明的技术方案中，通过对母线电压的变化率的判断确定出母线电压回冲的问题，进一步地，针对该问题对母线电压进行调节。一方面，可以有效地解决母线电压过低时电机能量反灌驱动器，而导致的驱动器电压剧烈波动甚至过压失控的问题；另一方面，能够避免由于母线电压回冲而导致弱磁电流降低的问题，确保弱磁电流的准确性，进一步提高对电机的控制效果。

根据本发明的上述电机的弱磁控制方法，还可以具有以下技术特征：

在上述任一技术方案中，调节母线电压，并根据母线电压、直轴指令电压和交轴指令电压，计算电机的弱磁电流，具体包括：降低交流电压的最大值和母线电压的最小值的平均值；根据降低后的平均值、直轴指令电压和交轴指令电压，计算弱磁电流。

在该技术方案中，获取电机的交流电压，控制交流电压的最大值和母线电压的最小值的平均值减小，进一步地，根据减小后的平均值、直轴指令电压和交轴指令电压，计算弱磁电流。本发明技术方案中，一方面，通过将平均值减小的调节方式，能够在出现母线电压回冲的现象的情况下，增大弱磁电流，避免加剧电压不够用而导致电流失控和母线电压进一步回冲，避免产生故障停机；另一方面，避免仅利用母线电压最小值确定弱磁电流而导致可用电压较低使得弱磁电流较大的问题，本发明的技术方案结合了交流电压的最大值来确定弱磁电流，能够提高电机效率。

需要说明的是，本发明技术方案中是利用母线电压的最小值，而不是利用母线电压的最大值来进行调节，能够避免过压而导致电机控制的失控的问题。

在上述任一技术方案中，降低交流电压的最大值和母线电压的最小值的平均值，具体包括：将母线电压的最小值减去第一预设电压值，得到更新后的母线电压的最小值；计算交流电压的最大值和更新后的母线电压的最小值的平均值。

在该技术方案中，降低交流电压的最大值和母线电压的最小值的平均值的一种方法为：首先将母线电压的最小值减去一个预设电压值以对母线电压的最小值进行更新，然后计算更新后的母线电压的最小值和交流电压的最大值的平均值。通过上述方式将平均值降低，以解决母线电压回冲的问题，避免母线电压回冲的现象导致弱磁电流减小，加剧电压不够用的情况。

在上述任一技术方案中，电机的弱磁控制方法还包括：根据母线电压的变化率获取第一预设电压值。

在该技术方案中，根据母线电压的变化率确定第一预设电压值，也即根据母线电压回冲的具体情况确定平均值应该降低的程度，从而使得通过平均值的降低来补偿母线电压的回冲，一方面，可以有效地解决母线电压过低时电机能量反灌驱动器；另一方面，能够避免由于母线电压回冲而导致弱磁电流降低的问题，确保弱磁电流的准确性。

在上述任一技术方案中，降低交流电压的最大值和母线电压的最小值的平均值，具体包括：计算交流电压的最大值和母线电压的最小值的平均值；将平均值减去第二预设电压值。

在该技术方案中，降低交流电压的最大值和母线电压的最小值的平均值的一种方法为：首先计算交流电压的最大值和母线电压的最小值的平均值，然后将该平均值减去一个预设电压值以对该平均值进行更新。通过上述方式将平均值降低，以解决母线电压回冲的问题，避免母线电压回冲的现象导致弱磁电流减小，加剧电压不够用的情况。

在上述任一技术方案中，电机的弱磁控制方法还包括：根据母线电压的变化率获取第二预设电压值。

在该技术方案中，根据母线电压的变化率确定第二预设电压值，也即根据母线电压回冲的具体情况确定平均值应该降低的程度，从而使得通过平均值的降低来补偿母线电压的回冲，一方面，可以有效地解决母线电压过低时电机能量反灌驱动器；另一方面，能够避免由于母线电压回冲而导致弱磁电流降低的问题，确保弱磁电流的准确性。

在上述任一技术方案中，第一阈值包括预设数值或交流电压的变化率。

在该技术方案中，将母线电压的变化率与交流电压的变化率进行比较，来判断是否出现母线电压回冲的问题。因为在未出现母线电压回冲的情况下，母线电压能够跟随交流电压，而当母线电压的变化率大于交流电压的变化率时，表明出现母线电压回冲的现象。

另外，因电网相对比较稳定，交流电压变化率基本固定，所以可以不限于比较交流电压的变化率和母线电压的变化率，也可以直接将母线电压的变化率与一预设数值进行比较。

通过上述方式，能够准确地判断出出现了母线电压回冲的问题，进而能够采取调整母线电压的措施来确保弱磁电流的准确性，进而能够提高对电机的控制效果。

在上述任一技术方案中，电机的弱磁控制方法还包括：获取交流电压的相位；基于交流电压的相位满足预设相位范围，计算母线电压的变化率和交流电压的变化率。

在该技术方案中，由于波谷电压的前一个电压的变化率为一个负值，波谷电压的后一个电压的变化率为一个正值，那么两个变化率之间会相差很大，所以如果利用交流电压以及母线电压在波谷电压附近的变化率会不准确、容易出错，所以在交流电压的波谷电压附近不计算交流电压的变化率，以及在母线电压的波谷电压附近不计算母线电压的变化率。具体地，通过交流电压的相位来确定波谷电压，在本发明的技术方案中，限定当交流电压的相位满足预设相位范围时，才计算母线电压的变化率和交流电压的变化率，以保证母线电压的变化率和交流电压的变化率的准确性，进而保证对母线电压回冲的判断的准确性。

需要说明的是，预设相位范围为不对应交流电压的波谷附近的相位，也即，在交流电压的波谷电压附近对应的相位范围内不计算变化率，而在除了交流电压的波谷附近对应的相位范围以外的其他相位则计算变化率。

在上述任一技术方案中，电机的弱磁控制方法还包括：基于母线电压的最小值大于交流电压的最大值，将交流电压的最大值作为母线电压的最小值。

在该技术方案中，限定母线电压最小值不大于交流电压最大值，如果母线电压的最小值大于交流电压的最大值，则使母线电压的最小值取值为交流电压最大值，也即对母线电压的最小值限定，能够避免过压而导致电机控制的失控的问题。

在上述任一技术方案中，根据降低后的平均值、直轴指令电压和交轴指令电压，计算弱磁电流，具体包括：获取平均值与预设系数的乘积；根据乘积、直轴指令电压和交轴指令电压，计算弱磁电流。

在该技术方案中，平均值可以由交流电压最大值和母线电压最小值平均获得，也可以在平均的基础上再乘以一个预设系数，该预设系数大于1，相比于平均值来说能够增加电压，进而能够提高电机的效率。

在上述任一技术方案中，基于母线电压的变化率大于第一阈值，具体包括：基于母线电压的变化率与第一阈值的差值大于第二阈值。

在该技术方案中，比较母线电压的变化率和第一阈值，如果发现母线电压的变化率明显大于第一阈值，则能够明确地判断出出现了母线电压回冲的问题，避免出现误判的情况发生。

在上述任一技术方案中，在获取电机的直轴指令电压、交轴指令电压和母线电压之后，还包括：基于母线电压的变化率小于或等于第一阈值，根据交流电压的最大值和母线电压的最小值的平均值、直轴指令电压和交轴指令电压，计算弱磁电流。

在该技术方案中，当判定母线电压的变化率小于或等于第一阈值，表明未出现母线电压回冲的现象，此情况下无需对母线电压进行调节，而是直接计算交流电压的最大值和母线电压的最小值的平均值，进一步地，根据该平均值直轴指令电压和交轴指令电压，计算弱磁电流。通过上述方式，结合交流电压的最大值来确定弱磁电流，能够提高电机效率。

根据本发明的另一个方面，提出了一种电机的弱磁控制装置，包括：存储器，存储有程序或指令；处理器，处理器执行程序或指令时实现如上述任一技术方案的电机的弱磁控制方法。

在该技术方案中，获取母线电压，判断母线电压的变化率是否大于第一阈值，当母线电压的变化率大于第一阈值时，表明出现母线电压回冲的现象，此情况下对母线电压进行调节。进而在进行调节之后，根据母线电压、直轴指令电压和交轴指令电压，计算出弱磁电流，以实现对电机的弱磁控制。在本发明的技术方案中，通过对母线电压的变化率的判断确定出母线电压回冲的问题，进一步地，针对该问题对母线电压进行调节。一方面，可以有效地解决母线电压过低时电机能量反灌驱动器，而导致的驱动器电压剧烈波动甚至过压失控的问题；另一方面，能够避免由于母线电压回冲而导致弱磁电流降低的问题，确保弱磁电流的准确性，进一步提高对电机的控制效果。

根据本发明的上述电机的弱磁控制装置，还可以具有以下技术特征：

在上述技术方案中，该电机的弱磁控制装置还包括：电流采集装置，用于采集交流电压和母线电压。

在该技术方案中，利用电流采集装置采集交流电压和母线电压，并在出现母线电压回冲现象时控制交流电压的最大值和母线电压的最小值的平均值减小，进而根据减小后的平均值、直轴指令电压和交轴指令电压，计算弱磁电流，以实现对电机的弱磁控制。本发明技术方案中，一方面，通过将交流电压的最大值和母线电压的最小值的平均值减小的调节方式，能够在出现母线电压回冲的现象的情况下，增大弱磁电流，避免加剧电压不够用而导致电流失控和母线电压进一步回冲，避免产生故障停机；另一方面，避免仅利用母线电压最小值确定弱磁电流而导致可用电压较低使得弱磁电流较大的问题，本发明的技术方案结合了交流电压的最大值来确定弱磁电流，能够提高电机效率。

根据本发明的再一个方面，提出了一种可读存储介质，其上存储有程序或指令，程序或指令被处理器执行时实现如上述任一技术方案的电机的弱磁控制方法。

本发明提供的可读存储介质，程序或指令被处理器执行时实现如上述任一技术方案的电机的弱磁控制方法的步骤，因此该可读存储介质包括上述任一技术方案的电机的弱磁控制方法的全部有益效果。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1示出了相关技术中交流电压和母线电压的波形图；

图2示出了本发明的第一个实施例的电机的弱磁控制方法的流程示意图；

图3示出了本发明实施例的电机的弱磁控制的控制过程示意图；

图4示出了本发明的第二个实施例的电机的弱磁控制方法的流程示意图；

图5示出了本发明的第三个实施例的电机的弱磁控制方法的流程示意图；

图6示出了本发明的第四个实施例的电机的弱磁控制方法的流程示意图；

图7示出了本发明的第五个实施例的适用于小电容电机系统的弱磁控制方法的流程示意图；

图8示出了本发明实施例的电机的弱磁控制装置的示意框图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明第一方面的实施例，提出一种电机的弱磁控制方法，通过实施例一至实施例五对该电机的弱磁控制方法进行详细说明。

实施例一，图2示出了本发明的第一个实施例的电机的弱磁控制方法的流程示意图。其中，该电机的弱磁控制方法包括：

步骤202，获取电机的直轴指令电压、交轴指令电压和母线电压；

步骤204，基于母线电压的变化率大于第一阈值，调节母线电压，并根据母线电压、直轴指令电压和交轴指令电压，计算电机的弱磁电流；

步骤206，根据弱磁电流对电机进行弱磁控制。

在该技术方案中，获取母线电压，判断母线电压的变化率是否大于第一阈值，当母线电压的变化率大于第一阈值时，表明出现母线电压回冲的现象，此情况下对母线电压进行调节。进而在进行调节之后，根据母线电压、直轴指令电压和交轴指令电压，计算出弱磁电流，以实现对电机的弱磁控制。在本发明的技术方案中，通过对母线电压的变化率的判断确定出母线电压回冲的问题，进一步地，针对该问题对母线电压进行调节。一方面，可以有效地解决母线电压过低时电机能量反灌驱动器，而导致的驱动器电压剧烈波动甚至过压失控的问题；另一方面，能够避免由于母线电压回冲而导致弱磁电流降低的问题，确保弱磁电流的准确性，进一步提高对电机的控制效果。

值得注意的是，由于母线电压下降变化率对控制系统基本无影响，主要是上升速率过快即电机能量反灌驱动器导致传统弱磁失控，所以需要将母线电压增加变化率与第一阈值进行比较。

在一个具体实施例中，如图3所示，将母线电压V_dc作为弱磁控制的反馈电压，结合直轴指令电压u_d和交轴指令电压u_q，进行PI(Proportional Integral，比例积分)控制后，得出弱磁电流i_dref，进而根据该弱磁电流i_dref对电机进行弱磁控制。需要说明的是，图3中的

3均为系数，可根据

实际情况进行选择。

在上述技术方案中，第一阈值包括预设数值或交流电压的变化率。

在该技术方案中，将母线电压的变化率与交流电压的变化率进行比较，来判断是否出现母线电压回冲的问题。因为在未出现母线电压回冲的情况下，母线电压能够跟随交流电压，而当母线电压的变化率大于交流电压的变化率时，表明出现母线电压回冲的现象。

另外，因电网相对比较稳定，交流电压变化率基本固定，所以可以不限于比较交流电压的变化率和母线电压的变化率，也可以直接将母线电压的变化率与一预设数值进行比较。

通过上述方式，能够准确地判断出出现了母线电压回冲的问题，进而能够采取调整母线电压的措施来确保弱磁电流的准确性，进而能够提高对电机的控制效果。

在上述任一技术方案中，基于母线电压的变化率大于第一阈值，具体包括：基于母线电压的变化率与第一阈值的差值大于第二阈值。

在该技术方案中，比较母线电压的变化率和第一阈值，如果发现母线电压的变化率明显大于第一阈值，则能够明确地判断出出现了母线电压回冲的问题，避免出现误判的情况发生。

实施例二，图4示出了本发明的第二个实施例的电机的弱磁控制方法的流程示意图。其中，该电机的弱磁控制方法包括：

步骤402，获取电机的直轴指令电压、交轴指令电压、交流电压和母线电压；

步骤404，基于母线电压的变化率大于第一阈值，降低交流电压的最大值和母线电压的最小值的平均值；

步骤406，根据降低后的平均值、直轴指令电压和交轴指令电压，计算弱磁电流；

步骤408，根据弱磁电流对电机进行弱磁控制。

在该技术方案中，获取电机的交流电压，控制交流电压的最大值和母线电压的最小值的平均值减小，进一步地，将直轴指令电压和交轴指令电压和减小后的平均值送入弱磁控制环节生成弱磁电流。本发明技术方案中，一方面，通过将平均值减小的调节方式，能够在出现母线电压回冲的现象的情况下，增大弱磁电流，避免加剧电压不够用而导致电流失控和母线电压进一步回冲，避免产生故障停机；另一方面，避免仅利用母线电压最小值确定弱磁电流而导致可用电压较低使得弱磁电流较大的问题，本发明的技术方案结合了交流电压的最大值来确定弱磁电流，能够提高电机效率。

值得注意的是，交流电压的最大值和母线电压的最小值分别为在1/2交流电压周期内求取的交流电压的最大值和母线电压的最小值。

需要说明的是，本发明技术方案中是利用母线电压的最小值，而不是利用母线电压的最大值来进行调节，能够避免过压而导致电机控制的失控的问题。

在上述技术方案中，降低交流电压的最大值和母线电压的最小值的平均值，具体包括：将母线电压的最小值减去第一预设电压值，得到更新后的母线电压的最小值；计算交流电压的最大值和更新后的母线电压的最小值的平均值。

在该技术方案中，降低交流电压的最大值和母线电压的最小值的平均值的一种方法为：首先将母线电压的最小值减去一个预设电压值以对母线电压的最小值进行更新，然后计算更新后的母线电压的最小值和交流电压的最大值的平均值。通过上述方式将平均值降低，以解决母线电压回冲的问题，避免母线电压回冲的现象导致弱磁电流减小，加剧电压不够用的情况。

在上述技术方案中，电机的弱磁控制方法还包括：根据母线电压的变化率获取第一预设电压值。

在该技术方案中，根据母线电压的变化率确定第一预设电压值，也即根据母线电压回冲的具体情况确定平均值应该降低的程度，从而使得通过平均值的降低来补偿母线电压的回冲，一方面，可以有效地解决母线电压过低时电机能量反灌驱动器；另一方面，能够避免由于母线电压回冲而导致弱磁电流降低的问题，确保弱磁电流的准确性。

需要说明的是，母线电压的变化率与第一预设电压值的关系不限于比例、指数和二次函数等关系。

在上述技术方案中，降低交流电压的最大值和母线电压的最小值的平均值，具体包括：计算交流电压的最大值和母线电压的最小值的平均值；将平均值减去第二预设电压值。

在该技术方案中，降低交流电压的最大值和母线电压的最小值的平均值的一种方法为：首先计算交流电压的最大值和母线电压的最小值的平均值，然后将该平均值减去一个预设电压值以对该平均值进行更新。通过上述方式将平均值降低，以解决母线电压回冲的问题，避免母线电压回冲的现象导致弱磁电流减小，加剧电压不够用的情况。

在上述技术方案中，电机的弱磁控制方法还包括：根据母线电压的变化率获取第二预设电压值。

在该技术方案中，根据母线电压的变化率确定第二预设电压值，也即根据母线电压回冲的具体情况确定平均值应该降低的程度，从而使得通过平均值的降低来补偿母线电压的回冲，一方面，可以有效地解决母线电压过低时电机能量反灌驱动器；另一方面，能够避免由于母线电压回冲而导致弱磁电流降低的问题，确保弱磁电流的准确性。

需要说明的是，母线电压的变化率与第二预设电压值的关系不限于比例、指数和二次函数等关系。

在上述任一技术方案中，电机的弱磁控制方法还包括：基于母线电压的最小值大于交流电压的最大值，将交流电压的最大值作为母线电压的最小值。

在该技术方案中，限定母线电压最小值不大于交流电压最大值，如果母线电压的最小值大于交流电压的最大值，则使母线电压的最小值取值为交流电压最大值，也即对母线电压的最小值限定，能够避免过压而导致电机控制的失控的问题。

在上述任一技术方案中，根据降低后的平均值、直轴指令电压和交轴指令电压，计算弱磁电流，具体包括：获取平均值与预设系数的乘积；根据乘积、直轴指令电压和交轴指令电压，计算弱磁电流。

在该技术方案中，平均值可以由交流电压最大值和母线电压最小值平均获得，也可以在平均的基础上再乘以一个预设系数，该预设系数大于1，相比于平均值来说能够增加电压，进而能够提高电机的效率。

实施例三，图5示出了本发明的第三个实施例的电机的弱磁控制方法的流程示意图。其中，该电机的弱磁控制方法包括：

步骤502，获取电机的直轴指令电压、交轴指令电压、交流电压和母线电压；

步骤504，基于交流电压的相位满足预设相位范围，计算母线电压的变化率和交流电压的变化率；

步骤506，基于母线电压的变化率大于交流电压的变化率，降低交流电压的最大值和母线电压的最小值的平均值；

步骤508，根据降低后的平均值、直轴指令电压和交轴指令电压，计算弱磁电流；

步骤510，根据弱磁电流对电机进行弱磁控制。

在该技术方案中，由于波谷电压的前一个电压的变化率为一个负值，波谷电压的后一个电压的变化率为一个正值，那么两个变化率之间会相差很大，所以如果利用交流电压以及母线电压在波谷电压附近的变化率会不准确、容易出错，所以在交流电压的波谷电压附近不计算交流电压的变化率，以及在母线电压的波谷电压附近不计算母线电压的变化率。具体地，通过交流电压的相位来确定波谷电压，在本发明的技术方案中，限定当交流电压的相位满足预设相位范围时，才计算母线电压的变化率和交流电压的变化率，以保证母线电压的变化率和交流电压的变化率的准确性，进而保证对母线电压回冲的判断的准确性。

需要说明的是，预设相位范围为不对应交流电压的波谷附近的相位，也即，在交流电压的波谷电压附近对应的相位范围内不计算变化率，而在除了交流电压的波谷附近对应的相位范围以外的其他相位则计算变化率。例如，在交流电压的相位为50度时可以认为对应为交流电压的波谷电压，那么可设置在45度和55度之间不计算变化率。

而上述电压波谷附近即为[波谷电压-预设电压，波谷电压+预设电压]，要预设电压与电机硬件等参数相关。

此外，上述的交流电压相位由交流电压锁相得到。

实施例四，图6示出了本发明的第四个实施例的电机的弱磁控制方法的流程示意图。其中，该电机的弱磁控制方法包括：

步骤602，获取电机的直轴指令电压、交轴指令电压、交流电压和母线电压；

步骤604，判断母线电压的变化率是否大于第一阈值，如果大于进入步骤606，否则进入步骤610；

步骤606，降低交流电压的最大值和母线电压的最小值的平均值；

步骤608，根据降低后的平均值、直轴指令电压和交轴指令电压，计算弱磁电流；

步骤610，根据交流电压的最大值和母线电压的最小值的平均值、直轴指令电压和交轴指令电压，计算弱磁电流；

步骤612，根据弱磁电流对电机进行弱磁控制。

在该技术方案中，当判定母线电压的变化率小于或等于第一阈值，表明未出现母线电压回冲的现象，此情况下无需对母线电压进行调节，而是直接计算交流电压的最大值和母线电压的最小值的平均值，进一步地，根据该平均值直轴指令电压和交轴指令电压，计算弱磁电流。通过上述方式，结合交流电压的最大值来确定弱磁电流，能够提高电机效率。

实施例五，本发明实施例考虑到母线电压回冲对弱磁的影响，提出了一种适用于小电容电机系统的弱磁控制方法，图7示出了本发明的第五个实施例的适用于小电容电机系统的弱磁控制方法的流程示意图。其中，该弱磁控制方法包括：

步骤702，采样交流电压、母线电压，并分别计算交流电压的变化率和母线电压的变化率；

步骤704，获取交流电压的最大值和母线电压的最小值；

步骤706，判断母线电压的变化率是否明显大于交流电压的变化率，如果是进入步骤708，否则进入步骤712；

步骤708，计算与母线电压的变化率的相关变量；

步骤710，母线电压的最小值减去该相关变量；

步骤712，判断是否到达平均母线电压更新周期，如果是则进入步骤714，否则返回步骤702；

步骤714，更新交流电压的最大值和母线电压的最小值的平均值；

步骤716，进行弱磁计算。

在该实施例中，获取实时交流电压和母线电压，并计算交流电压的变化率和母线电压的变化率，在1/2交流电压周期内求取交流电压的最大值和母线电压的最小值。进一步地，比较交流电压的变化率和母线电压的变化率，如果发现母线电压增加的变化率明显大于交流电压增加的变化率，则将上述母线电压的最小值减去一个相关变量，该相关变量与母线电压增加的变化率相关；否则，母线电压的最小值维持不变。求取交流电压的最大值和母线电压的最小值的平均值，将该平均值作为弱磁控制的反馈电压并送入弱磁环节进行计算。

进一步地，上述交流电压的变化率的获取过程为：交流电压取绝对值，将当前时刻采样到的交流电压减去上一时刻采样到的交流电压，再将差值对采样时间进行微分得到交流电压的变化率。

上述母线电压的变化率的获取过程为：将当前时刻采样到的母线电压减去上一时刻采样到的母线电压，再将差值对采样时间进行微分得到母线电压的变化率。

此外，交流电压和母线电压在波谷电压附近不计算变化率，否则变化率容易出错。波谷电压可以根据交流电压相位确定，在波谷相位基础上增加一个正相位阈值和一个负相位阈值，以避免变化率来回切换。并且，交流电压相位可由交流电压锁相得到。

进一步地，上述母线电压的最小值不应大于交流电压最大值，否则将母线电压的最小值取值为交流电压的最大值，以避免过压的问题发生。

进一步地，由于母线电压下降变化率对控制系统基本无影响，主要是上升速率过快即电机能量反灌驱动器导致传统弱磁失控，所以需要将母线电压增加变化率与交流电压增加变化率进行比较。

如果发现母线电压增加变化率明显大于交流电压增加变化率，根据母线电压增加变化率选取相关变量，并将母线电压的最小值减去该相关变量得到新的母线电压的最小值；如果母线电压增加变化率小于交流电压增加变化率，则母线电压的最小值维持常数不变。

其中，母线电压增加变化率与该相关变量的关系不限于比例、指数和二次函数等关系。

进一步地，交流电压的最大值和母线电压的最小值的平均值可以由交流电压最大值和母线电压最小值平均获得，也可以在平均的基础上再乘以一个系数k，以提高电机的效率。

进一步地，因电网相对比较稳定，交流电压的变化率基本固定，所以可以不限于比较交流电压的变化率和母线电压的变化率，也可以直接将母线电压的变化率与一变量进行比较。

本发明实施例主要应用于小电容驱动控制领域，实现简单，可以有效解决母线电压过低时电机能量反灌驱动器而导致驱动器电压剧烈波动甚至过压失控的问题，提高系统稳定性。

本发明第二方面的实施例，提出一种电机的弱磁控制装置800，图8示出了本发明实施例的电机的弱磁控制装置800的示意框图。其中，该电机的弱磁控制装置800包括：

存储器802，存储有程序或指令；

处理器804，处理器804执行程序或指令时实现如上述任一技术方案的电机的弱磁控制方法。

其中，存储器802和处理器804可以通过总线或者其它方式连接。处理器804可包括一个或多个处理单元，处理器804可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)等芯片。

在该技术方案中，获取母线电压，判断母线电压的变化率是否大于第一阈值，当母线电压的变化率大于第一阈值时，表明出现母线电压回冲的现象，此情况下对母线电压进行调节。进而在进行调节之后，根据母线电压、直轴指令电压和交轴指令电压，计算出弱磁电流，以实现对电机的弱磁控制。在本发明的技术方案中，通过对母线电压的变化率的判断确定出母线电压回冲的问题，进一步地，针对该问题对母线电压进行调节。一方面，可以有效地解决母线电压过低时电机能量反灌驱动器，而导致的驱动器电压剧烈波动甚至过压失控的问题；另一方面，能够避免由于母线电压回冲而导致弱磁电流降低的问题，确保弱磁电流的准确性，进一步提高对电机的控制效果。

在上述技术方案中，该电机的弱磁控制装置800还包括：

电流采集装置806，用于采集交流电压和母线电压。

在该技术方案中，利用电流采集装置806采集交流电压和母线电压，并在出现母线电压回冲现象时控制交流电压的最大值和母线电压的最小值的平均值减小，进而根据减小后的平均值、直轴指令电压和交轴指令电压，计算弱磁电流，以实现对电机的弱磁控制。本发明技术方案中，一方面，通过将交流电压的最大值和母线电压的最小值的平均值减小的调节方式，能够在出现母线电压回冲的现象的情况下，增大弱磁电流，避免加剧电压不够用而导致电流失控和母线电压进一步回冲，避免产生故障停机；另一方面，避免仅利用母线电压最小值确定弱磁电流而导致可用电压较低使得弱磁电流较大的问题，本发明的技术方案结合了交流电压的最大值来确定弱磁电流，能够提高电机效率。

本发明第三方面的实施例，提出了一种可读存储介质，其上存储有程序或指令，程序或指令被处理器执行时实现如上述任一技术方案的电机的弱磁控制方法。其中，计算机可读存储介质包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random AccessMemory，RAM)、磁碟或者光盘等。

本发明提供的可读存储介质，程序或指令被处理器执行时实现如上述任一技术方案的电机的弱磁控制方法的步骤，因此该可读存储介质包括上述任一技术方案的电机的弱磁控制方法的全部有益效果。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，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保护范围之内。

Claims (14)

1.一种电机的弱磁控制方法，其特征在于，包括：

获取电机的直轴指令电压、交轴指令电压和母线电压；

基于所述母线电压的变化率大于第一阈值，调节所述母线电压，并根据所述母线电压、所述直轴指令电压和所述交轴指令电压，计算弱磁电流；

根据所述弱磁电流对所述电机进行弱磁控制；

所述调节所述母线电压，并根据所述母线电压、所述直轴指令电压和所述交轴指令电压，计算所述电机的弱磁电流，具体包括：

降低交流电压的最大值和所述母线电压的最小值的平均值；

根据降低后的所述平均值、所述直轴指令电压和所述交轴指令电压，计算所述弱磁电流。

2.根据权利要求1所述的电机的弱磁控制方法，其特征在于，所述降低所述交流电压的最大值和所述母线电压的最小值的平均值，具体包括：

将所述母线电压的最小值减去第一预设电压值，得到更新后的所述母线电压的最小值；

计算所述交流电压的最大值和更新后的所述母线电压的最小值的平均值。

3.根据权利要求2所述的电机的弱磁控制方法，其特征在于，还包括：

根据所述母线电压的变化率获取所述第一预设电压值。

4.根据权利要求1所述的电机的弱磁控制方法，其特征在于，所述降低所述交流电压的最大值和所述母线电压的最小值的平均值，具体包括：

计算所述交流电压的最大值和所述母线电压的最小值的平均值；

将所述平均值减去第二预设电压值。

5.根据权利要求4所述的电机的弱磁控制方法，其特征在于，还包括：

根据所述母线电压的变化率获取所述第二预设电压值。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的电机的弱磁控制方法，其特征在于，

所述第一阈值包括预设数值或所述交流电压的变化率。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的电机的弱磁控制方法，其特征在于，还包括：

获取所述交流电压的相位；

基于所述交流电压的相位满足预设相位范围，计算所述母线电压的变化率和所述交流电压的变化率。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的电机的弱磁控制方法，其特征在于，还包括：

基于所述母线电压的最小值大于所述交流电压的最大值，将所述交流电压的最大值作为所述母线电压的最小值。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的电机的弱磁控制方法，其特征在于，所述根据降低后的所述平均值、所述直轴指令电压和所述交轴指令电压，计算所述弱磁电流，具体包括：

获取所述平均值与预设系数的乘积；

根据所述乘积、所述直轴指令电压和所述交轴指令电压，计算所述弱磁电流。

10.根据权利要求1至5中任一项所述的电机的弱磁控制方法，其特征在于，所述基于所述母线电压的变化率大于第一阈值，具体包括：

基于所述母线电压的变化率与所述第一阈值的差值大于第二阈值。

11.根据权利要求1至5中任一项所述的电机的弱磁控制方法，其特征在于，在获取电机的直轴指令电压、交轴指令电压和母线电压之后，还包括：

基于所述母线电压的变化率小于或等于所述第一阈值，根据所述交流电压的最大值和所述母线电压的最小值的平均值、所述直轴指令电压和所述交轴指令电压，计算所述弱磁电流。

12.一种电机的弱磁控制装置，其特征在于，包括：

存储器，存储有程序或指令；

处理器，所述处理器执行所述程序或指令时实现如权利要求1至11中任一项所述的电机的弱磁控制方法。

13.根据权利要求12所述的电机的弱磁控制装置，其特征在于，还包括：

电流采集装置，用于采集交流电压和母线电压。

14.一种可读存储介质，其上存储有程序或指令，其特征在于，所述程序或指令被处理器执行时实现如权利要求1至11中任一项所述的电机的弱磁控制方法。

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