CN114400934B - 永磁同步电机弱磁控制方法及其驱动控制系统 - Google Patents

永磁同步电机弱磁控制方法及其驱动控制系统 Download PDF

Info

Publication number
CN114400934B
CN114400934B CN202111671886.9A CN202111671886A CN114400934B CN 114400934 B CN114400934 B CN 114400934B CN 202111671886 A CN202111671886 A CN 202111671886A CN 114400934 B CN114400934 B CN 114400934B
Authority
CN
China
Prior art keywords
permanent magnet
synchronous motor
magnet synchronous
voltage
lead angle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202111671886.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114400934A (zh
Inventor
梁进
赵光焕
王建龙
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hangzhou Silan Microelectronics Co Ltd
Original Assignee
Hangzhou Silan Microelectronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hangzhou Silan Microelectronics Co Ltd filed Critical Hangzhou Silan Microelectronics Co Ltd
Priority to CN202111671886.9A priority Critical patent/CN114400934B/zh
Publication of CN114400934A publication Critical patent/CN114400934A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114400934B publication Critical patent/CN114400934B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/0003—Control strategies in general, e.g. linear type, e.g. P, PI, PID, using robust control
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/22—Current control, e.g. using a current control loop
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H02P25/022—Synchronous motors
    • H02P25/024—Synchronous motors controlled by supply frequency
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
    • H02P27/08—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters with pulse width modulation
    • H02P27/12—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters with pulse width modulation pulsing by guiding the flux vector, current vector or voltage vector on a circle or a closed curve, e.g. for direct torque control

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

公开了一种永磁同步电机弱磁控制方法及其驱动控制系统，其根据永磁同步电机的配置参数获得超前角的动态限幅值函数，并将永磁同步电机驱动控制的目标转速代入该动态限幅值函数，得到与当前转速匹配的超前角的动态限幅值，以根据该动态限幅值可有效限制弱磁控制输出的超前角。本发明的永磁同步电机弱磁控制方法及其驱动控制系统根据目标转速提供动态的超前角限幅值，有效排除了失控点对应的超前角，有效避免永磁同步电机驱动控制中的工作点偏移至失控点，提高了弱磁控制极限处的可靠性，提高了永磁同步电机在重载情况下的升速驱动的平稳性和可靠性。

Description

永磁同步电机弱磁控制方法及其驱动控制系统
技术领域
本发明涉及电机驱动技术领域，具体地，涉及永磁同步电机弱磁控制方法及其驱动控制系统。
背景技术
永磁同步电机(Permanent magnet synchronous motor，PMSM)具有结构简单、损耗小，效率高的优点，其气隙磁场仅通过自身永磁体建立，配合简单可靠的矢量控制技术，可以实现驱动控制系统宽调速、高精度、高动态的控制目标，以满足工业自动化稳定可靠、低耗高效的控制要求。
在永磁同步电机驱动控制系统中，驱动控制系统母线电压受逆变器输出电压极限值约束，随着PMSM转速的上升，其定子绕组反电势也会同步增大，一旦定子绕组反电势增大到逆变器输出电压极限值时，网侧功率环路将无法提供给电机定子足够电流。当定子电流无法跟踪电流参考时，电流环PI控制器(proportional integral controller，比例积分控制器)将达到饱和状态，驱动控制系统无法闭环，PMSM转速无法上升。
借鉴于他励直流电机的磁场调制控制策略，PMSM系统采用调节定子电流的方法，间接地实现弱磁，从而降低高速状态下定子反电势幅值，实现有限母线电压条件下，更宽范围的升速要求。
其中，电机(无其它特别说明的，本申请中的电机均指永磁同步电机)工作在弱磁状态时，仍然需要满足电压、电流约束条件，以稳态电压方程及坐标变换理论可得电压、电流约束方程：
电压约束方程：(Lqiq)2+(Ldid+Ψf)2＝(Ulim/ω)2
电流约束方程：
其中，Ld为电机定子的d轴电感，Lq为电机定子的q轴电感，iq为q轴电流，id为d轴电流，Ulim为逆变器极限输出电压(系统母线电压最大值)，ω为电机电角频率，Ilim为逆变器极限输出电流，Ψf为永磁体磁链。
当电压一定时，电机转速越高，其电压约束椭圆曲线焦半径越短，即在电压达到极限时，要进一步提升电机转速，则需要通过调节q轴电流iq和d轴电流id的比进行控制，即调节电流矢量的超前角。
同负载条件(同一负载曲线load)下，不同转速的电机工作点示意图如图1所示，当电机转速提升，电压约束椭圆曲线的焦半径减小，在电压约束椭圆和电流约束圆的交叠区域内，理想状态下，最佳工作点由W1移动至W2，而传统弱磁控制对电流矢量的超前角给出的限制仅为-π/2，即仅限制了电流矢量处于id-iq坐标系(两相静止坐标系)下的第一象限和第二象限，根据电流矢量在id-iq坐标系的投影的反正切值获得电流矢量的超前角，在实际的电机转速提升控制中，工作点可能由W1点移动至W3点，超出电流约束圆范围，将引发电机在弱磁极限处的振荡，甚至失控。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种永磁同步电机弱磁控制极限保护方法及其驱动控制系统，从而提高永磁同步电机的弱磁控制的超前角限制的有效性，提高永磁同步电机的弱磁控制升速的可靠性。
根据本发明的一方面，提供一种永磁同步电机弱磁控制方法，用于提供永磁同步电机驱动控制系统中的超前角限幅，所述永磁同步电机弱磁控制方法包括：根据所述永磁同步电机控制系统母线电压和预设转速，获得电压约束椭圆曲线簇；根据所述电压约束椭圆曲线簇和所述负载曲线的交点，拟合获得所述超前角的动态限幅值函数；根据所述超前角的动态限幅值函数和所述永磁同步电机驱动控制的目标转速，获得超前角的动态限幅值；根据所述超前角的动态限幅值限制弱磁控制输出的超前角。
可选地，所述负载曲线为根据所述永磁同步电机控制系统负载的预期最大值获得的最大负载曲线。
可选地，所述电压约束椭圆曲线簇中的相邻电压约束椭圆曲线对应的转速差相等。
可选地，所述电压约束椭圆曲线簇包括至少三个电压约束椭圆曲线。
可选地，拟合样点为各电压约束椭圆曲线与所述负载曲线的交点中的模最小的点。
可选地，所述永磁同步电机弱磁控制方法还包括：根据所述超前角的动态限幅值函数和所述永磁同步电机驱动控制的目标转速获得最大限幅值，并根据所述最大限幅值对弱磁控制输出的超前角进行限制。
根据本发明的另一方面，提供一种永磁同步电机驱动控制系统，包括：逆变器，用于向永磁同步电机输出三相电压，并根据控制信号控制所述三相电压的幅值和相位，以调节所述永磁同步电机的转速；控制电路，用于根据设定转速、所述永磁同步电机的三相驱动电流、所述永磁同步电机的实时转速和超前角提供所述控制信号；弱磁控制模块，用于采用根据本发明提供的永磁同步电机弱磁控制方法提供所述超前角。
可选地，所述控制电路包括：微分单元，用于对所述永磁同步电机的电角度进行微分，获得所述永磁同步电机的实时转速；转速控制单元，用于根据所述设定转速和所述实时转速的差，提供设定电流矢量；转换单元，用于根据所述设定电流矢量和所述超前角提供设定电流；第一坐标变换单元，用于根据所述三相电机的三相驱动电流经过坐标变换获得实时电流；电流控制单元，用于根据所述设定电流和所述实时电流的差，提供第一设定电压；第二坐标变换单元，用于根据所述第一设定电压进行坐标变换获得第二设定电压；空间矢量脉宽调制单元，用于根据所述第二设定电压提供所述控制信号。
可选地，所述弱磁控制模块包括：电压转换单元，用于根据所述第一设定电压获得电压矢量；超前角限幅单元，用于根据约束条件以及所述电压矢量与设定的最大电压的差，获得超前角的动态限幅值函数；超前角限幅单元，用于根据所述动态限幅值函数提供所述超前角。
可选地，所述动态限幅值函数为γlim＝f(ω，T，U)，其中，γlim为所述动态限幅值，ω为所述永磁同步电机的目标转速、T为所述永磁同步电机的转矩，U为所述永磁同步电机的三相电压的幅值。
本发明提供的永磁同步电机弱磁控制方法根据永磁同步电机的配置参数获得超前角的动态限幅值函数，并将永磁同步电机驱动控制的目标转速代入该动态限幅值函数，得到与当前转速匹配的超前角的动态限幅值，根据该动态限幅值可有效限制弱磁控制输出的超前角，有效排除了失控点对应的超前角，有效避免永磁同步电机驱动控制中的工作点偏移至失控点，提高了弱磁控制的可靠性，提高了永磁同步电机在重载情况下的升速驱动的平稳性和可靠性。
本发明提供的永磁同步电机驱动控制系统采用本发明的弱磁控制方法进行弱磁控制，可有效限制弱磁控制提供的超前角，避免超前角的不合理限制使系统工作点偏移至失控点，保障了系统工作的可靠性。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
图1示出了根据现有技术的永磁同步电机的不同转速下的工作点示意图；
图2示出了根据现有技术的永磁同步电机驱动控制系统示意图；
图3示出了根据本发明实施例的永磁同步电机驱动控制系统示意图；
图4示出了根据本发明实施例的永磁同步电机弱磁控制方法流程图；
图5示出了根据本发明实施例的永磁同步电机驱动控制系统的不同负载下的工作点示意图；
图6示出了根据本发明实施例的永磁同步电机弱磁控制方法的弱磁升速过程中的超前角的限幅值变化示意图。
具体实施方式
以下将参照附图更详细地描述本发明的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
图2示出了根据现有技术的永磁同步电机驱动控制系统示意图。
参照图2，永磁同步电机驱动控制系统100通过微分单元170对监控的永磁同步电机150的电角度θ进行微分处理，获得永磁同步电机150的实时转速ω。
第一差分单元A1将设定转速ωref与实时转速ω的差提供至第一比例积分控制器P1，第一比例积分控制器P1根据设定转速ωref与实时转速ω的差调节输出的电流矢量is的大小，电流矢量is经过第一转换单元111和第二转换单元112分别转换为d轴参考电流id1和q轴参考电流iq1。其中，id1＝issinγ，iq1＝iscosγ，γ为超前角，第一比例积分控制器P1对应电流调节器(automatic current regulator，简称ASR)。
第一坐标变换单元160根据永磁同步电机150的三相驱动电流经过坐标变换处理获得q轴实时电流iq0和d轴实时电流id0。
d轴参考电流id1和d轴实时电流id0经过第二差分单元A2进行差分处理，差分结果提供至第二比例积分控制器P2，转换为d轴电压ud。
q轴参考电流iq1和q轴实时电流iq0经过第三差分单元A3进行差分处理，差分结果提供至第三比例积分控制器P3，转换为q轴电压uq。
其中，第二比例积分控制器P2和第三比例积分控制器P3对应速度调节器(automatic speed regulator，简称ACR)。
d轴电压ud和q轴电压uq经过第二坐标变换单元120转换为α-β坐标系(旋转坐标系)下的电压uα和uβ，α-β坐标系下的电压uα和uβ再通过空间矢量脉宽调制(Space vectorpulse width modulation，简称SVPWM)单元130调制提供逆变器140的脉冲宽度调制信号，控制逆变器140输出的三相电压的幅值以及相位，调节永磁同步电机150的转速。
弱磁控制模块180包括电压转换单元181、第四差分单元A4、第四比例积分控制器P4和超前角限幅单元182。
电压转换单元181根据us2＝ud2+uq2获得目标转速对应的电压us，第四差分单元A4将电压us与设定的最大电压Umax(一般为母线电压的90％)做差，差分结果提供至第四比例积分控制器P4，第四比例积分控制器P4根据比例积分控制获得超前角γ，超前角限幅单元182根据预设的最大限幅值-π/2对弱磁控制模块180的最终输出超前角进行限制。
图3示出了根据本发明实施例的永磁同步电机驱动控制系统示意图。
参照图2和图3，本发明实施例的永磁同步电机驱动控制系统200与现有技术的永磁同步电机驱动控制系统100的主要区别在于本发明的超前角限幅单元282为动态限幅，其根据目标转速提供动态的限幅值，从而可避免永磁同步电机的弱磁控制升速中提供的弱磁超前角的不合理输出，降低永磁同步电机在重载时升速的失控可能性，提供系统稳定性。
参照图3，永磁同步电机驱动控制系统200通过微分单元170对监控的永磁同步电机150的电角度θ进行微分处理，获得永磁同步电机150的实时转速ω。
第一差分单元A1将设定转速ωref与实时转速ω的差提供至第一比例积分控制器P1，第一比例积分控制器P1根据设定转速ωref与实时转速ω的差调节输出的电流矢量is的大小，电流矢量is经过第一转换单元111和第二转换单元112分别转换为d轴参考电流id1和q轴参考电流iq1。其中，id1＝issinγ，iq1＝iscosγ，γ为超前角，第一比例积分控制器P1对应电流调节器(automatic current regulator，简称ASR)。
第一差分单元A1和第一比例积分控制器P1构成转速控制单元，用于根据所述设定转速和所述实时转速的差，提供设定电流矢量is。
第一转换单元111和第二转换单元构成转换单元，用于根据所述设定电流矢量和所述超前角提供设定电流。
第一坐标变换单元160根据永磁同步电机150的三相驱动电流经过坐标变换处理获得q轴实时电流iq0和d轴实时电流id0。
d轴参考电流id1和d轴实时电流id0经过第二差分单元A2进行差分处理，差分结果提供至第二比例积分控制器P2，转换为d轴电压ud。
q轴参考电流iq1和q轴实时电流iq0经过第三差分单元A3进行差分处理，差分结果提供至第三比例积分控制器P3，转换为q轴电压uq。
其中，第二比例积分控制器P2和第三比例积分控制器P3对应速度调节器(automatic speed regulator，简称ACR)。
二差分单元A2、第三差分单元A3、第二比例积分控制器P2和第三比例积分控制器P3构成电流控制单元，用于根据所述设定电流和所述实时电流的差，提供第一设定电压(d轴电压ud和q轴电压uq)。
d轴电压ud和q轴电压uq经过第二坐标变换单元120转换为α-β坐标系下的电压uα和uβ(第二设定电压)，α-β坐标系下的电压uα和uβ再通过空间矢量脉宽调制(Space vectorpulse width modulation，简称SVPWM)单元130调制提供逆变器140的脉冲宽度调制信号，控制逆变器140输出的三相电压的幅值以及相位，调节永磁同步电机150的转速。
弱磁控制模块180包括电压转换单元181、第四差分单元A4、第四比例积分控制器P4和超前角限幅单元282。
电压转换单元181根据us2＝ud2+uq2获得目标转速对应的电压us，第四差分单元A4将电压us与设定的最大电压Umax(一般为母线电压的90％)做差，差分结果提供至第四比例积分控制器P4，第四比例积分控制器P4根据电压约束方程、电流约束方程、目标转速和负载等约束条件转换获得不同速度条件下超前角γ的限幅值，并将不同速度条件下超前角γ的限幅值拟合成为函数，超前角限幅单元282根据预设转速对应的超前角限幅值对弱磁控制模块180的最终输出超前角进行限制。
图4示出了根据本发明实施例的永磁同步电机弱磁控制方法流程图。
参照图4，本发明实施例的永磁同步电机弱磁控制方法包括：
步骤S01：根据所述永磁同步电机控制系统母线电压和预设转速，获得电压约束椭圆曲线簇。
在步骤S01中，根据永磁同步电机驱动控制系统母线电压的最大值和预设的转速，再根据电压约束方程(Lqiq)2+(Ldid+Ψf)2＝(Ulim/ω)2，可获得不同转速下的多个电压约束椭圆曲线，构成电压约束椭圆曲线簇。
步骤S02：根据所述电压约束椭圆曲线簇和所述负载曲线的交点，拟合获得所述超前角的动态限幅值函数。
在步骤S02中，所述负载曲线为根据所述永磁同步电机控制系统负载的预期最大值获得的最大负载曲线。即根据永磁同步电机驱动控制系统预设的负载范围，选择其中的最大值为参考，在id-iq坐标系下做出电机最大负载曲线load1。
步骤S03：根据所述超前角的动态限幅值函数和所述永磁同步电机驱动控制的目标转速，获得超前角的动态限幅值。
在步骤S03中，电压约束椭圆曲线簇的各电压约束椭圆曲线与最大负载曲线的交点一般包括两个，本实施例取两个交点中的id分量较大(带符号比较，横坐标较大)的一个点进行拟合，获得超前角的动态限幅值函数γlim＝f(ω，T，U)，超前角的动态限幅值γlim的变量包括永磁同步电机150的转速ω、转矩T、电压U相关，转矩T和电压U(配置参数，与永磁同步电机150接收的三相电压相关)根据具体适配的永磁同步电机驱动控制系统确认，转速ω根据实际需求变化，即超前角的动态限幅值γlim主要随转速ω(目标转速)实时调整。
步骤S04：根据所述超前角的动态限幅值限制弱磁控制输出的超前角。
在步骤S04中，根据目标转速实时调节超前角的动态限幅值γlim，可有效避免弱磁控制提供的超前角控制使电流矢量is超出电流约束圆的范围。
在可选实施例中，根据永磁同步电机控制系统的最大额定转速，代入超前角的动态限幅值函数，获得最大限幅值，以该最大限幅值对弱磁控制模块180输出的超前角进行限制，可降低动态处理量，节约功耗。其中，根据负载曲线和电压约束椭圆曲线的走势，可简单分析得到最佳工作点和失控点一般分别分布在最大限幅值对应的电流矢量的两侧，以最大限幅值简单限制可基本规避工作点至失控点的移动。
图5示出了根据本发明实施例的永磁同步电机驱动控制系统的不同负载下的工作点示意图。
参照图5，load1为最大负载曲线，load0为小于最大负载的任意一负载的低负载曲线。
基于同样的电压约束椭圆，对应同一永磁同步电机驱动控制系统的相同转速下，低负载的最佳工作点为W0，对应超前角为γ0；W1为限幅工作点，对应超前角为γ1；W3为失控点，对应超前角为γ3。
对其施加本发明实施例的永磁同步电机弱磁控制方法，此时获得的的超前角的动态限幅值为γ1，以γ1为超前角的限幅值，弱磁控制输出的超前角为γ0，使系统工作在W0点，有效地避免了电机工作点切换至W3，保障了驱动的可靠性。
图6示出了根据本发明实施例的永磁同步电机弱磁控制方法的弱磁升速过程中的超前角的限幅值变化示意图。
参照图6，随转速的提升，电压约束椭圆曲线的焦半径逐步减小，最佳工作点由W点依次移动至W′点和W″点，根据W点、W′点和W″点进行拟合，即可获得超前角的动态限幅值函数γlim＝f(ω，T，U)。
其中，拟合的曲线的精度随样点数量的增加而增加，在本实施例中，拟合样点至少为三点，可保障拟合获得的超前角的动态限幅值函数的基本精度，但本发明的具体实施对样点的数量不作特别限定。
在本实施例中，电压约束椭圆簇的各相邻电压约束椭圆曲线对应的转速差相等，在可选实施例中，转速差不相等。
本发明的永磁同步电机弱磁控制极限保护方法根据永磁同步电机的配置参数获得超前角的动态限幅值函数，并将永磁同步电机驱动控制的目标转速代入该动态限幅值函数，得到与当前转速匹配的超前角的动态限幅值，根据该动态限幅值可有效限制弱磁控制输出的超前角，有效排除了失控点对应的超前角，有效避免永磁同步电机驱动控制中的工作点偏移至失控点，提高了弱磁控制的可靠性，提高了永磁同步电机在重载情况下的升速驱动的平稳性和可靠性。
本发明提供的永磁同步电机驱动控制系统采用本发明的弱磁控制方法进行弱磁控制，可有效限制弱磁控制提供的超前角，避免超前角的不合理限制使系统工作点偏移至失控点，保障了系统工作的可靠性。
依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (8)

1.一种永磁同步电机弱磁控制方法，用于提供永磁同步电机驱动控制系统中的超前角限幅，所述永磁同步电机弱磁控制方法包括：
根据所述永磁同步电机控制系统母线电压和预设转速，获得不同转速下的多个电压约束椭圆曲线，构成电压约束椭圆曲线簇；
根据所述电压约束椭圆曲线簇和负载曲线的交点，拟合获得所述超前角的动态限幅值函数，所述负载曲线为根据所述永磁同步电机控制系统负载的预期最大值获得的最大负载曲线，拟合样点为各电压约束椭圆曲线与所述负载曲线的交点中的模最小的点；
根据所述超前角的动态限幅值函数和所述永磁同步电机驱动控制的目标转速，获得超前角的动态限幅值；
根据所述超前角的动态限幅值限制弱磁控制输出的超前角。
2.根据权利要求1所述的永磁同步电机弱磁控制方法，其中，
所述电压约束椭圆曲线簇中的相邻电压约束椭圆曲线对应的转速差相等。
3.根据权利要求1所述的永磁同步电机弱磁控制方法，其中，
所述电压约束椭圆曲线簇包括至少三个电压约束椭圆曲线。
4.根据权利要求1所述的永磁同步电机弱磁控制方法，其中，还包括：
根据所述超前角的动态限幅值函数和所述永磁同步电机驱动控制的目标转速获得最大限幅值，并根据所述最大限幅值对弱磁控制输出的超前角进行限制。
5.一种永磁同步电机驱动控制系统，包括：
逆变器，用于向永磁同步电机输出三相电压，并根据控制信号控制所述三相电压的幅值和相位，以调节所述永磁同步电机的转速；
控制电路，用于根据设定转速、所述永磁同步电机的三相驱动电流、所述永磁同步电机的实时转速和超前角提供所述控制信号；
弱磁控制模块，用于采用根据权利要求1至4任一项所述的永磁同步电机弱磁控制方法提供所述超前角。
6.根据权利要求5所述的永磁同步电机驱动控制系统，其中，所述控制电路包括：
微分单元，用于对所述永磁同步电机的电角度进行微分，获得所述永磁同步电机的实时转速；
转速控制单元，用于根据所述设定转速和所述实时转速的差，提供设定电流矢量；
转换单元，用于根据所述设定电流矢量和所述超前角提供设定电流；
第一坐标变换单元，用于根据三相电机的三相驱动电流经过坐标变换获得实时电流；
电流控制单元，用于根据所述设定电流和所述实时电流的差，提供第一设定电压；
第二坐标变换单元，用于根据所述第一设定电压进行坐标变换获得第二设定电压；
空间矢量脉宽调制单元，用于根据所述第二设定电压提供所述控制信号。
7.根据权利要求6所述的永磁同步电机驱动控制系统，其中，所述弱磁控制模块包括：
电压转换单元，用于根据所述第一设定电压获得电压矢量；
超前角限幅单元，用于根据约束条件以及所述电压矢量与设定的最大电压的差，获得超前角的动态限幅值函数；
超前角限幅单元，用于根据所述动态限幅值函数提供所述超前角。
8.根据权利要求7所述的永磁同步电机驱动控制系统，其中，
所述动态限幅值函数为γlim＝f(ω，T，U)，其中，γlim为所述动态限幅值，ω为所述永磁同步电机的目标转速、T为所述永磁同步电机的转矩，U为所述永磁同步电机的三相电压的幅值。
CN202111671886.9A 2021-12-31 2021-12-31 永磁同步电机弱磁控制方法及其驱动控制系统 Active CN114400934B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111671886.9A CN114400934B (zh) 2021-12-31 2021-12-31 永磁同步电机弱磁控制方法及其驱动控制系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111671886.9A CN114400934B (zh) 2021-12-31 2021-12-31 永磁同步电机弱磁控制方法及其驱动控制系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114400934A CN114400934A (zh) 2022-04-26
CN114400934B true CN114400934B (zh) 2024-02-02

Family

ID=81228445

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111671886.9A Active CN114400934B (zh) 2021-12-31 2021-12-31 永磁同步电机弱磁控制方法及其驱动控制系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114400934B (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1425218A (zh) * 1999-11-19 2003-06-18 松下电器产业株式会社 无刷电机控制装置及使用其的盘设备
CN103187919A (zh) * 2011-12-28 2013-07-03 苏州汇川技术有限公司 一种永磁同步电机弱磁调速的系统和方法
CN104184374A (zh) * 2014-09-16 2014-12-03 上海理工大学 永磁同步电机控制系统中超前角调整方法
CN104283467A (zh) * 2013-07-10 2015-01-14 常州乐士雷利电机有限公司 一种无刷直流电机正弦波驱动空载转速限制电路
CN107968609A (zh) * 2017-12-20 2018-04-27 中车唐山机车车辆有限公司 永磁同步电机的弱磁控制方法和装置
CN109660166A (zh) * 2019-01-11 2019-04-19 中国船舶重工集团公司第七二四研究所 考虑输入电压波动的永磁同步电机弱磁控制方法
CN113162497A (zh) * 2021-03-13 2021-07-23 无锡信捷电气股份有限公司 一种针对嵌入式pmsm的弱磁控制方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1425218A (zh) * 1999-11-19 2003-06-18 松下电器产业株式会社 无刷电机控制装置及使用其的盘设备
CN103187919A (zh) * 2011-12-28 2013-07-03 苏州汇川技术有限公司 一种永磁同步电机弱磁调速的系统和方法
CN104283467A (zh) * 2013-07-10 2015-01-14 常州乐士雷利电机有限公司 一种无刷直流电机正弦波驱动空载转速限制电路
CN104184374A (zh) * 2014-09-16 2014-12-03 上海理工大学 永磁同步电机控制系统中超前角调整方法
CN107968609A (zh) * 2017-12-20 2018-04-27 中车唐山机车车辆有限公司 永磁同步电机的弱磁控制方法和装置
CN109660166A (zh) * 2019-01-11 2019-04-19 中国船舶重工集团公司第七二四研究所 考虑输入电压波动的永磁同步电机弱磁控制方法
CN113162497A (zh) * 2021-03-13 2021-07-23 无锡信捷电气股份有限公司 一种针对嵌入式pmsm的弱磁控制方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
电动汽车用永磁同步电机的超前角弱磁控制;马桂芳等;南昌大学学报（工科版）;第38卷(第2期);第196-199页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN114400934A (zh) 2022-04-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101969289B (zh) 改善电机在场削弱区域工作期间的扭矩线性的增益调节
US7923953B2 (en) Linearity for field weakening in an interior permanent magnet machine
CN107332485B (zh) 一种永磁同步电机的弱磁控制方法及控制器
JP5957704B2 (ja) 電動機制御装置
CN106627251B (zh) 一种电机控制方法及装置
CN104917438B (zh) 一种基于改进过调制提升交流电机转矩输出能力的方法
CN107592047B (zh) 一种永磁同步电机自适应弱磁控制方法
EP2068438A1 (en) Permanent magnet synchronization motor vector control device
CN106374810A (zh) 一种感应电机高速弱磁控制方法
CN106452243A (zh) 永磁同步电机的弱磁控制系统、方法、冰箱控制器及冰箱
CN110061671B (zh) 一种基于变速趋近率的永磁同步电机控制方法及控制系统
EP2802072A1 (en) Power conversion device
US20040135538A1 (en) Method and controller for field weakening operation of AC machines
CN106849805A (zh) 一种电动压缩机驱动电机的弱磁控制方法
US6707266B2 (en) Motor control device
Khanh et al. Advanced PMSM speed control using fuzzy PI method for hybrid power control technique
US11081998B2 (en) Controller of rotary electric machine
JPH08275599A (ja) 永久磁石同期電動機の制御方法
CN105634355B (zh) 变频器和用于变频器的控制装置和控制方法
RU2396696C2 (ru) Электропривод переменного тока
CN114400934B (zh) 永磁同步电机弱磁控制方法及其驱动控制系统
CN112448631A (zh) 一种基于过调制的永磁同步电机弱磁控制方法与装置
Sergaki et al. Online search based fuzzy optimum efficiency operation in steady and transient states for DC and AC vector controlled motors
US20230246571A1 (en) Electric motor control
CN104779878B (zh) 实现转矩和效率优化的感应电机全速度域电流分配方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant