CN112865636A - 一种最大转矩电流比控制方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种最大转矩电流比控制方法及装置，包括：对电机执行开环启动，以使电机运转；当电机的第一转速达到预设频率之后，根据通过反电势确定的电机的实际转速对电机进行转速电流双闭环控制；当确定电机加载负载之后，并且三相逆变桥输出到电机的驱动电压小于电压上限时，采用基于虚拟信号注入的最大转矩电流比控制法，得到电流矢量角给定值；根据电流矢量角给定值控制电机运转。本申请实施例提供的该方法，在实施过程中减少了对永磁同步电机参数的依赖，同时有效避免了传统高频信号注入方法存在的转矩脉动、高频噪音、附加损耗等弊端。在提高永磁同步电机运行效率的同时综合考虑了控制上实时计算复杂程度、动态响应性能、稳定性等方面要求。
Description
技术领域
本申请涉及永磁同步电机控制技术领域，尤其涉及一种最大转矩电流比控制方法及装置。
背景技术
内置式永磁同步电机(简称IPMSM)具有体积小、效率高、功率因数高等优良特性，今年来得到广泛的应用。为了实现IPMSM的高效控制，常采用最大转矩电流比(简称MTPA)控制策略。最大转矩电流比控制策略即在相同电流下可输出更大转矩的控制方法，这种控制策略的实现是通过设定合适的d轴(直轴)电流给定值、q轴(交轴)电流给定值，使得在输出相同转矩下，定子电流幅值达到最小。此方法的优势在于，一方面可以在系统容量相同的情况下相对于控制，可显著提高系统的动态性能；另一方面也可以明显减少系统的电机铜耗，这是因为铜耗与定子电流的平方成正比，当定子电流最小时，与之对应的电机铜耗达到最小。
在相关技术中，由于在实际应用中很难直接测量电机的转矩，只能通过测量转速来代替转矩，然而这种算法对速度传感器的精度有很高的要求。
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
为了解决上述需要通过速度传感器进行电机控制的技术问题，本申请提供了一种最大转矩电流比控制方法及装置。
第一方面，本申请实施例提供了一种最大转矩电流比控制方法，包括：
对电机执行开环启动，以使所述电机运转；
当所述电机的第一转速达到预设频率之后，根据通过反电势确定的所述电机的实际转速对所述电机进行转速电流双闭环控制；
当确定所述电机加载负载之后，并且三相逆变桥输出到所述电机的驱动电压小于电压上限时，采用基于虚拟信号注入的最大转矩电流比控制法，得到电流矢量角给定值；所述驱动电压为所述三相逆变桥对整流后直流电处理后生成，所述整流后直流电由可控整流桥对电源整流后生成；
根据所述电流矢量角给定值控制所述电机运转。
可选的，如前述的方法，还包括：
在所述电机加载负载之后，并且三相逆变桥输出到电机的驱动电压大于或等于所述电压上限时，通过弱磁控制的方式控制所述电机运转。
可选的，如前述的方法，所述对电机执行开环启动，以使所述电机运转，包括：
控制所述可控整流桥对所述电源的三相电流进行整流，给所述可控整流桥与三相逆变桥之间的母线电压进行升压；
当所述母线电压达到预设值后，在所述三相逆变桥输出处给定开环定子电流；
根据所述电机的电机参数得到恒转矩曲线；
根据所述恒转矩曲线对所述开环定子电流进行分配，得到开环交轴电流以及开环直轴电流，并根据所述开环交轴电流以及开环直轴电流驱动所述电机运转。
可选的，如前述的方法，所述根据通过反电势确定的所述电机的实际转速对所述电机进行转速电流双闭环控制，包括：
获取所述三相逆变桥输出到所述电机的第一三相电流；
对所述第一三相电流进行坐标转换之后，得到第一两相电流；
根据所述第一两相电流确定所述电机的第二转速、第一直轴实际电流值以及第一交轴实际电流值；
将所述第二转速以及预设的转速给定值输入转速PI调节器之后，得到第一定子电流给定值；
基于所述电机的电机参数计算得到的恒转矩曲线，对所述第一定子电流给定值进行分配，得到第一交轴电流参考值以及第一直轴电流参考值；
基于所述第一交轴电流参考值、第一交轴实际电流值、第一直轴电流参考值以及第一直轴实际电流值控制所述电机运转。
可选的，如前述的方法，所述基于所述第一交轴电流参考值、第一交轴实际电流值、第一直轴电流参考值以及第一直轴实际电流值控制所述电机运转，包括：
将所述第一交轴电流参考值与第一交轴实际电流值作差后，进行交轴电流PI控制，并加上交轴电压前馈补偿项后，得到第一交轴电压参考值；
将所述第一直轴电流参考值与第一直轴实际电流值作差后，进行直轴电流PI控制，并加上直轴电压前馈补偿项后，得到第一直轴电压参考值；
将所述第一交轴电压参考值以及第一直轴电压参考值经过Park逆变换后，得到静止坐标系电压参考值；
根据所述静止坐标系电压参考值控制所述三相逆变桥输出三相正弦变化的电压；
根据所述三相正弦变化的电压控制所述电机运转。
可选的，如前述的方法，所述确定所述电机加载负载包括：
在所述定子电流给定值大于所述第一三相电流时，确定所述电机加载负载。
可选的，如前述的方法，所述采用基于虚拟信号注入的最大转矩电流比控制法，得到电流矢量角给定值，包括：
获取所述三相逆变桥输出到所述电机的第二三相电流；
对所述第二三相电流进行坐标转换之后，得到第二两相电流；
根据所述第二两相电流确定所述电机的第三转速、第二直轴实际电流值以及第二交轴实际电流值；
根据所述第三转速以及预设的转速给定值，得到第二定子电流给定值；
通过基于所述电机的电机参数以及虚拟的高频电流信号计算得到的叠加电流角，对所述第二定子电流给定值进行分配，得到第二交轴电流参考值以及第二直轴电流参考值；
基于所述第二交轴电流参考值、第二交轴实际电流值、第二直轴电流参考值以及第二直轴实际电流值，得到用于确定所述叠加电流角取值的判据信息；
将所述判据信息为0时得到的所述叠加电流角，作为所述电流矢量角给定值。
第二方面，本申请实施例提供了一种最大转矩电流比控制装置，包括：
开环启动模块，用于对电机执行开环启动，以使所述电机运转；
双闭环控制模块，用于当所述电机的第一转速达到预设频率之后，根据通过反电势确定的所述电机的实际转速对所述电机进行转速电流双闭环控制；
电流矢量角给定值模块，用于当确定所述电机加载负载之后，并且三相逆变桥输出到所述电机的驱动电压小于电压上限时，采用基于虚拟信号注入的最大转矩电流比控制法，得到电流矢量角给定值；所述驱动电压为所述三相逆变桥对整流后直流电处理后生成，所述整流后直流电由可控整流桥对电源整流后生成；
控制模块，用于根据所述电流矢量角给定值控制所述电机运转。
第三方面，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方法。
第四方面，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。
本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
本申请实施例提供的该方法，在实施过程中减少了对永磁同步电机参数的依赖，同时有效避免了传统高频信号注入方法存在的转矩脉动、高频噪音、附加损耗等弊端。在提高永磁同步电机运行效率的同时综合考虑了控制上实时计算复杂程度、动态响应性能、稳定性等方面要求。
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最大转矩电流比控制方法的流程图；
图2为本申请实施例提供的一种IPMSM控制系统拓扑结构图；
图3为本申请实施例提供的一种基于MTPA的IPMSM控制系统框图；
图4为本申请实施例中一种恒转矩曲线和MTPA工作点的示意图；
图5为本申请实施例提供的一种最大转矩电流比控制装置的框图；
图6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最大转矩电流比控制方法，包括如下所述步骤S1至S4：
步骤S1，对电机执行开环启动，以使电机运转。
具体的，开环启动，可以是通过对电机注入电压或者电流，将电机的转子拖动至一定的运行速度，以使电机启动的方法。
步骤S1的其中一种可选的实现方式可以通过如下所述步骤实现：
步骤S11，控制可控整流桥对电源的三相电流进行整流，给可控整流桥与三相逆变桥之间的母线电压进行升压；
步骤S12，当母线电压达到预设值后，在三相逆变桥输出处给定开环定子电流。
具体的，因为三相整流桥的目的是给母线升压，三相逆变桥的目的是使用母线电压来驱动电机(会降低母线电压)，如果没有达到预设值就使用母线电压会导致母线电压有较大浮动的波动，不利于对可控整流桥的整流和三相逆变桥的逆变的控制。
可选的，预设值是根据整个电机系统的输出极限决定的，当整个电机系统需要负载很大时可以提高母线电压(一般到700V)，当电机系统负载很小时则可以适当降低母线电压(600V左右)。一般负载变动不大时设定为中间值650V。
一般情况下，开环定子电流是用于使电机从静止状态开始运转的电流，并且与电机的额定电流呈正相关关系，可选的，开环定子电流可以是电机额定电流的0.8倍。
步骤S13，根据电机的电机参数得到恒转矩曲线；
步骤S14，根据恒转矩曲线对开环定子电流进行分配，得到开环交轴电流以及开环直轴电流，并根据开环交轴电流以及开环直轴电流驱动电机运转。
具体的，在图2所示的IPMSM控制系统拓扑结构下先控制可控整流桥对输入供电电源的三相电流进行整流，给母线升压(即给中间电压Udc升压)，当可控整流桥与三相逆变桥之间的中间电压Udc达到预设值后启动三相逆变桥带动电机启动，举例的，当供电电源为380V电压时，预设值可以是650V。在三相逆变桥输出处先给定一个开环定子电流Ik，并根据电机参数计算得到恒转矩曲线，然后通过由恒转矩曲线确定的最优电流角θMTPA，在最优电流角θMTPA下，可以使电机以同样的电流得到最大的转矩。对开环定子电流Ik进行合理分配得到开环交轴电流Ikq以及开环直轴电流Ikd，以使电机转起来。
步骤S2，当电机的第一转速达到预设频率之后，根据通过反电势确定的电机的实际转速对电机进行转速电流双闭环控制。
具体的，预设频率，可以是用于判断是否能够进行转速电流双闭环控制的频率值。
也就是说，当电机达到一定转速(即：预设频率)f1后，通过反电势观测电机的实际转速进行如图3所示的转速电流双闭环控制，这时不再使用给定电流，而是通过转速PI调节器调节后得到用于驱动电机运行的输出电流。
其中一种可选的实现方式可以包括如下所述步骤：
步骤S21，获取三相逆变桥输出到电机的第一三相电流；
步骤S22，对第一三相电流进行坐标转换之后，得到第一两相电流；
步骤S23，根据第一两相电流确定电机的第二转速、第一直轴实际电流值以及第一交轴实际电流值；
步骤S24，将第二转速以及预设的转速给定值输入转速PI调节器之后，得到第一定子电流给定值；
步骤S25，基于电机的电机参数计算得到的恒转矩曲线，对第一定子电流给定值进行分配，得到第一交轴电流参考值以及第一直轴电流参考值；
步骤S26，基于第一交轴电流参考值、第一交轴实际电流值、第一直轴电流参考值以及第一直轴实际电流值控制电机运转。
具体的，在切进转速闭环控制后到加载之前，可以通过判断三相逆变桥输出至电机的电流大小与预设电流大小Is1之间的大小关系判断是否处于加载之前的阶段，其中Is1是根据实际经验得到的，一般情况下，在电机进行加载之前的电流一般不超过100A。
在该阶段下，不再使用给定的开环定子电流驱动电机，而是通过转速环速度调节器PI调节后得到的第一定子电流给定值控制输出。同样采用θMTPA来分配d轴与q轴电流。如图3所示，通过基于MTPA的IPMSM控制系统，进行在双闭环控制过程中，通过对三相逆变桥的输出端进行检测，确定输出到电机的第一三相电流(ia1，ib1，ic1)，对第一三相电流经过Clarke变换到α，β坐标系下之后得到第一两相电流(iα1，iβ1)，然后对第一两相电流通过位置和速度观测器处理后得到电机的第二转速ωr2以及电机的d轴的第一直轴实际电流值id1，以及q轴的第一交轴实际电流值iq1。将第二转速ωr2以及预设的转速给定值ωr *输入转速PI调节器之后，得到第一定子电流给定值
由于启动阶段时间较短，电机参数变化较小，所以一般情况下，基于电机的电机参数计算得到恒转矩曲线，并采用该恒转矩曲线对应的最优电流角θMTPA对第一定子电流给定值进行分配，得到第一交轴电流参考值iq1 *以及第一直轴电流参考值id1 *。
因此，可以基于第一交轴电流参考值iq1 *、第一交轴实际电流值iq1、第一直轴电流参考值id1 *以及第一直轴实际电流值id1控制电机运转。
在一些可选的实现方式中，所述步骤S26的其中一种可选的实现方式可以包括如下所述步骤：
步骤S261，将第一交轴电流参考值与第一交轴实际电流值作差后，进行交轴电流PI控制，并加上交轴电压前馈补偿项后，得到第一交轴电压参考值。
具体的，交轴电压前馈补偿项可以是npωrLq iq1以及npωr2ψf，其中，np为极对数，ωr2为第二转速，Lq为定子q轴电感，iq1为第一交轴实际电流值，ψf为永磁体磁链。
将第一交轴电流参考值iq1 *与第一交轴实际电流值iq1作差得到的差值进行交轴电流PI控制，将得到的结果与交轴电压前馈补偿项(即：npωr2Lq iq1)相加，即可得到第一交轴电压参考值
步骤S262，将第一直轴电流参考值与第一直轴实际电流值作差后，进行直轴电流PI控制，并加上直轴电压前馈补偿项后，得到第一直轴电压参考值。
具体的，直轴电压前馈补偿项可以是-npωr2Ldid1，其中，np为极对数，ωr2为第二转速，Ld为定子d轴电感，id1为第一直轴实际电流值。
将第一直轴电流参考值id1 *以及第一直轴实际电流值id1作差得到的差值进行直轴电流PI控制，将得到的结果与直轴电压前馈补偿项(即：-npωr2Ld id1)相加后，即可得到第一直轴电压参考值
步骤S263，将第一交轴电压参考值以及第一直轴电压参考值经过Park逆变换后，得到静止坐标系下的电压参考值；
具体的，静止坐标系即为α,β坐标系。因此，将第一交轴电压参考值以及第一直轴电压参考值经过Park逆变换后，得到α,β坐标系下的uα和uβ。
步骤S264，根据静止坐标系下的电压参考值控制三相逆变桥输出三相正弦变化的电压。
具体的，可以将静止坐标系下的电压参考值输入SVPWM(Space Vector PulseWidth Modulation，空间矢量脉宽调制)，得到三相PWM波，然后由SVPWM输出三相PWM波至三相逆变桥，以使三相逆变桥根据三相PWM波得到三相正弦变化的电压。
步骤S265，根据三相正弦变化的电压控制电机运转。
具体的，电机在三相正弦变化的电压的驱动下，即可进行运转。
因此，基于本实施例方法可以在电机即使带有负载的情况下，也可以保持稳定的运行状态。
步骤S3，当确定电机加载负载之后，并且三相逆变桥输出到电机的驱动电压小于电压上限时，采用基于虚拟信号注入的最大转矩电流比控制法，得到电流矢量角给定值；驱动电压为三相逆变桥对整流后直流电处理后生成，整流后直流电由可控整流桥对电源整流后生成。
具体的，在定子电流给定值大于预设负载电流值时，确定电机加载负载。
预设负载电流值可以是三相逆变桥输出到电机的三相输出电压(uuv、uvw、uwu)的电压极限Uj，三相输出电压uuv、uvw、uwu主要受Udc限制，Udc越高，可以输出的电机端电压就越高。因为母线电压Udc稳定在650V，所以基于电压极限公式
可以得到Uj＝364V。同理，如果母线电压稳定在540V，则电压极限则为302V。
也就是说，当确定电机在带有负载运行，且三相逆变桥输出到电机的驱动电压小于电压上限时，便可采用基于虚拟信号注入的最大转矩电流比控制法，得到电流矢量角给定值；可选的，具体可以采用如下所述步骤实现：
步骤S31，获取三相逆变桥输出到电机的第二三相电流。
步骤S32，对第二三相电流进行坐标转换之后，得到第二两相电流；
步骤S33，根据第二两相电流确定电机的第三转速、第二直轴实际电流值以及第二交轴实际电流值；
步骤S34，根据第三转速以及预设的转速给定值，得到第二定子电流给定值；
具体的，所述步骤S31至S34的具体实现方法，可以是：
通过检测三相逆变桥输出到电机的第二三相电流(ia2，ib2，ic2)，对第二三相电流经过Clarke变换到α，β坐标系下之后得到第二两相电流，然后对第二两相电流通过位置和速度观测器处理后得到电机的第三转速ωr以及电机的d轴的第二直轴实际电流值id，以及q轴的第二交轴实际电流值iq。将第三转速以及预设的转速给定值输入转速PI调节器之后，得到第二定子电流给定值
步骤S35，通过基于电机的电机参数以及虚拟的高频电流信号计算得到的叠加电流角，对第二定子电流给定值进行分配，得到第二交轴电流参考值以及第二直轴电流参考值；
具体的，可以通过如下所述方法得到叠加电流角：
电机在转子同步d、q坐标系下的IPMSM的动态电压方程如下：
式中：ud为d轴电压，uq为q轴电压；id为d轴电流和iq为q轴电流；RS为定子电阻；Ld为定子d轴电感，Lq为定子q轴电感；ωr为转子电角速度；ψf为永磁体磁链；np为极对数；p为微分算子。
相应的电磁转矩方程为：
Te＝1.5np[ψfiq+(Ld-Lq)idiq] (2)
若定子电流矢量的幅值为Is，空间位置角为θ，则式(2)可表达：
Te＝1.5npIS[ψfsinθ+0.5(Ld-Lq)ISsin(2θ)] (3)
由于对于同一电机，每个转矩都对应有唯一的恒转矩曲线，对于特定的转矩总会存在一个最优电流角使电流幅值最小，并将该工作点记为MTPA工作点。如图4所示，MTPA工作点为恒转矩曲线的切点，也是恒转矩曲线上距离坐标原点最近的点。根据极值原理可得，在MTPA工作点处
等于零，即：
由(4)式可求出MTPA工作点对应的MTPA角度θMTPA：
当电机加载运行后，受到磁场和温度等的影响，电机参数发生变化，由上述公式计算得到的MTPA角度存在误差，无法实现电流轨迹的精确控制。为了消除参数变化的影响，假设在定子电流角θM上叠加一个高频信号Δθ，即令θ＝θM+Δθ＝θM+Asin(ωht)，ωh为高频信号Δθ的频率，A为注入信号的幅值，从而实现高频电流注入。此时第二交轴电流参考值
以及第二直轴电流参考值
可以表示为：
步骤S36，基于第二交轴电流参考值、第二交轴实际电流值、第二直轴电流参考值以及第二直轴实际电流值，得到用于确定叠加电流角取值的判据信息；
具体的，在前述步骤S35的基础上，本步骤的其中一种可选的实现方式可以如下所述：
在得到第二交轴电流参考值
第二交轴实际电流值iq、第二直轴电流参考值
以及第二直轴实际电流值id之后，可将注入高频信号后的电磁转矩
进行泰勒级数展开：
在稳态情况下，根据电压方程(1)，可得：
将式(9)代入式(2)可得：
注入高频信号后的电磁转矩
通过带通滤波器后，滤除
中的直流分量和高次谐波分量得到输出结果TBPF。输出结果TBPF乘上sin(ωht)后，再通过低通滤波器，最终得到正比于
的判据信息TO，其中，TO表达式如下：
步骤S37，将判据信息为0时得到的叠加电流角，作为电流矢量角给定值。
具体的，在前述步骤S36所举示例的基础上：
稳态时当TO＝0时，控制器的输出就是最优电流角(即电流矢量角给定值，判据信息为0时得到的叠加电流角)。可选的，可以通过对TO进行积分，其输出作为电流矢量角给定值θ*。
步骤S4，根据电流矢量角给定值控制电机运转。
具体的，在得到电流矢量角给定值θ*之后，即可根据θ*对转速环输出的
(根据式6和7)进行分配，得到分配后直轴电流
和分配后交轴电流
进行后续的电流环控制，以控制电机运转。
采用本实施例中的方法，在实施过程中减少了对IPMSM参数的依赖，同时有效避免了传统高频信号注入方法存在的转矩脉动、高频噪音、附加损耗等弊端。在提高永磁同步电机运行效率的同时综合考虑了控制上实时计算复杂程度、动态响应性能、稳定性等方面要求。
在一些实施例中，如前述的方法，还包括如下所述步骤S5：
步骤S5，在电机加载负载之后，并且三相逆变桥输出到电机的驱动电压大于或等于电压上限时，通过弱磁控制的方式控制电机运转。
具体的，弱磁控制，为通过输出一个负值的直轴电流，来削弱转子磁场，从而降低相同转速和负载所需要向电机输出的电压，以达到三相逆变桥输出电压降低的情况下继续升速和加大负载的目的。
举例的，可以当负载逐渐增大，直到三相逆变桥输出端电压Us 
达到电压极限Uj时，跳出MTPA控制进入弱磁控制阶段，采用弱磁控制的方式控制电流分配。
如图5所示，根据本申请另一方面的一个实施例，还提供了一种最大转矩电流比控制装置，包括：
开环启动模块1，用于对电机执行开环启动，以使电机运转；
双闭环控制模块2，用于当电机的第一转速达到预设频率之后，根据通过反电势确定的电机的实际转速对电机进行转速电流双闭环控制；
电流矢量角给定值模块3，用于当确定电机加载负载之后，并且三相逆变桥输出到电机的驱动电压小于电压上限时，采用基于虚拟信号注入的最大转矩电流比控制法，得到电流矢量角给定值；驱动电压为三相逆变桥对整流后直流电处理后生成，整流后直流电由可控整流桥对电源整流后生成；
控制模块4，用于根据电流矢量角给定值控制电机运转。
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6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 (10)
1.一种最大转矩电流比控制方法，其特征在于，包括：
对电机执行开环启动，以使所述电机运转；
当所述电机的第一转速达到预设频率之后，根据通过反电势确定的所述电机的实际转速对所述电机进行转速电流双闭环控制；
当确定所述电机加载负载之后，并且三相逆变桥输出到所述电机的驱动电压小于电压上限时，采用基于虚拟信号注入的最大转矩电流比控制法，得到电流矢量角给定值；所述驱动电压为所述三相逆变桥对整流后直流电处理后生成，所述整流后直流电由可控整流桥对电源整流后生成；
根据所述电流矢量角给定值控制所述电机运转。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
在所述电机加载负载之后，并且三相逆变桥输出到电机的驱动电压大于或等于所述电压上限时，通过弱磁控制的方式控制所述电机运转。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对电机执行开环启动，以使所述电机运转，包括：
控制所述可控整流桥对所述电源的三相电流进行整流，给所述可控整流桥与三相逆变桥之间的母线电压进行升压；
当所述母线电压达到预设值后，在所述三相逆变桥输出处给定开环定子电流；
根据所述电机的电机参数得到恒转矩曲线；
根据所述恒转矩曲线对所述开环定子电流进行分配，得到开环交轴电流以及开环直轴电流，并根据所述开环交轴电流以及开环直轴电流驱动所述电机运转。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据通过反电势确定的所述电机的实际转速对所述电机进行转速电流双闭环控制，包括：
获取所述三相逆变桥输出到所述电机的第一三相电流；
对所述第一三相电流进行坐标转换之后，得到第一两相电流；
根据所述第一两相电流确定所述电机的第二转速、第一直轴实际电流值以及第一交轴实际电流值；
将所述第二转速以及预设的转速给定值输入转速PI调节器之后，得到第一定子电流给定值；
基于所述电机的电机参数计算得到的恒转矩曲线，对所述第一定子电流给定值进行分配，得到第一交轴电流参考值以及第一直轴电流参考值；
基于所述第一交轴电流参考值、第一交轴实际电流值、第一直轴电流参考值以及第一直轴实际电流值控制所述电机运转。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一交轴电流参考值、第一交轴实际电流值、第一直轴电流参考值以及第一直轴实际电流值控制所述电机运转，包括：
将所述第一交轴电流参考值与第一交轴实际电流值作差后，进行交轴电流PI控制，并加上交轴电压前馈补偿项后，得到第一交轴电压参考值；
将所述第一直轴电流参考值与第一直轴实际电流值作差后，进行直轴电流PI控制，并加上直轴电压前馈补偿项后，得到第一直轴电压参考值；
将所述第一交轴电压参考值以及第一直轴电压参考值经过Park逆变换后，得到静止坐标系电压参考值；
根据所述静止坐标系电压参考值控制所述三相逆变桥输出三相正弦变化的电压；
根据所述三相正弦变化的电压控制所述电机运转。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述确定所述电机加载负载包括：
在所述定子电流给定值大于所述第一三相电流时，确定所述电机加载负载。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用基于虚拟信号注入的最大转矩电流比控制法，得到电流矢量角给定值，包括：
获取所述三相逆变桥输出到所述电机的第二三相电流；
对所述第二三相电流进行坐标转换之后，得到第二两相电流；
根据所述第二两相电流确定所述电机的第三转速、第二直轴实际电流值以及第二交轴实际电流值；
根据所述第三转速以及预设的转速给定值，得到第二定子电流给定值；
通过基于所述电机的电机参数以及虚拟的高频电流信号计算得到的叠加电流角，对所述第二定子电流给定值进行分配，得到第二交轴电流参考值以及第二直轴电流参考值；
基于所述第二交轴电流参考值、第二交轴实际电流值、第二直轴电流参考值以及第二直轴实际电流值，得到用于确定所述叠加电流角取值的判据信息；
将所述判据信息为0时得到的所述叠加电流角，作为所述电流矢量角给定值。
8.一种最大转矩电流比控制装置，其特征在于，包括：
开环启动模块，用于对电机执行开环启动，以使所述电机运转；
双闭环控制模块，用于当所述电机的第一转速达到预设频率之后，根据通过反电势确定的所述电机的实际转速对所述电机进行转速电流双闭环控制；
电流矢量角给定值模块，用于当确定所述电机加载负载之后，并且三相逆变桥输出到所述电机的驱动电压小于电压上限时，采用基于虚拟信号注入的最大转矩电流比控制法，得到电流矢量角给定值；所述驱动电压为所述三相逆变桥对整流后直流电处理后生成，所述整流后直流电由可控整流桥对电源整流后生成；
控制模块，用于根据所述电流矢量角给定值控制所述电机运转。
9.一种电子设备，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1-7任一项所述的方法。
10.一种存储介质，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1-7中任一项所述的方法。
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