CN117997215A - 一种永磁同步电机v/f控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电机控制技术领域，具体涉及一种永磁同步电机V/F控制系统及其控制方法，系统包括：电流变换器、补偿单元、空间矢量调制器和电压源逆变桥；电流变换器根据永磁同步电机的电压矢量角度将三相电流变换为电流幅值、有功电流和无功电流；补偿单元根据永磁同步电机的电流幅值、有功电流和无功电流的数值变化，计算永磁同步电机运行频率和电压矢量幅值的补偿值，根据补偿值计算电压矢量的幅值和角度；空间矢量调制器对电压矢量的幅值和角度进行空间电压矢量调制，生成电压源逆变桥各桥臂的通断顺序和时间的调制信号；电压源逆变桥在调制信号的控制下实现各桥臂的通断，并驱动永磁同步电机输出预定的转速和转矩。本发明可实现对永磁同步电机的高效、稳定运行。

Description

一种永磁同步电机V/F控制系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，更具体的说是涉及一种永磁同步电机V/F控制系统及其控制方法。

背景技术

因永磁同步电机具备功率密度大、运行效率高、结构简单、可靠性高的特点，其应用领域不断扩大。永磁同步电机V/F控制方式算法简单，不需要检测电机转速/位置，可采用较为便宜的硬件实现电机驱动，在风机、水泵等领域得到广泛应用。但是，目前对永磁同步电机V/F控制方法是基于电机稳态模型开发的方法，运行效率受负载影响。此外，永磁同步电机V/F控制方法属于转速、电流开环控制方法，稳定运行能力较差，稳定运行调节工作量较大。

因此，如何确保永磁同步电机的高效、稳定运行是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种永磁同步电机V/F控制系统及其控制方法，可实现对永磁同步电机的高效、稳定运行。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种永磁同步电机V/F控制系统，包括：电流变换器、补偿单元、空间矢量调制器和电压源逆变桥，所述电压源逆变器的输出端与永磁同步电机的输入端连接；

所述电流变换器的输入端与所述电压源逆变桥的输出端连接，用于根据永磁同步电机的电压矢量角度将三相电流变换为电流幅值、有功电流和无功电流；

所述补偿单元的输入端与所述电流变换器的输出端连接，用于根据永磁同步电机的电流幅值、有功电流和无功电流的数值变化，计算永磁同步电机运行频率和电压矢量幅值的补偿值，根据补偿值计算电压矢量的幅值和角度；

所述空间矢量调制器的输入端与所述补偿单元的输出端连接，用于对电压矢量的幅值和角度进行空间电压矢量调制，生成电压源逆变桥各桥臂的通断顺序和时间的调制信号；

所述电压源逆变桥的输入端与所述空间矢量调制器的输出端连接，用于在调制信号的控制下实现各桥臂的通断，并将直流电压逆变为三相交流电压，驱动永磁同步电机输出预定的转速和转矩。

进一步的，所述补偿单元包括：频率补偿器、V/F生成器、无功控制器和积分器；

所述频率补偿器输入端与所述电流变换器的有功电流输出端连接，用于根据有功电流值计算永磁同步电机运行频率的补偿值；

所述V/F生成器输入端分别与上位机输出端和所述频率补偿器输出端连接，用于根据上位机输出的给定电机运行频率与频率补偿器输出的补偿值之和，计算电压幅值的基本值；

所述无功控制器输入端分别与所述V/F生成器输入端、所述空间矢量调制器的电压输入端、所述电流变换器的电流幅值输出端和所述电流变换器的无功电流输出端连接，用于根据上位机输出的给定电机运行频率与所述频率补偿器输出的补偿值之和、电流幅值、无功电流值和电压幅值，计算电压幅值的补偿值，再根据电压幅值的基本值和补偿值，计算电压矢量的幅值；

所述积分器的输入端分别与上位机输出端和所述频率补偿器输出端连接，用于对上位机输出的给定电机运行频率与频率补偿器输出的补偿值之和进行积分运算，得到电压矢量角度；

所述V/F生成器输出端、所述无功控制器输出端和所述积分器输出端均与所述空间矢量调制器的输入端连接。

进一步的，所述无功控制器包括：PI控制器、电压限幅器和第一低通滤波器；

所述PI控制器用于对永磁同步电机的无功功率给定值和无功功率反馈值间的差值进行比例和积分计算，并叠加后，得到电压幅值的补偿值；

所述电压限幅器的输入端与所述PI控制器输出端连接，用于对所述PI控制器输出的电压幅值的补偿值进行限幅处理；

所述第一低通滤波器的输入端与所述电压限幅器的输出端连接，用于对限幅处理后的补偿值进行低通滤波运算，得到最终的电压幅值补偿值。

进一步的，所述频率补偿器包括：第二低通滤波器、比例放大器和频率限幅器；

所述第二低通滤波器的输入端与所述电流变换器输出端连接，用于对永磁同步电机的有功电流进行低通滤波处理；

所述比例放大器的输入端与所述第二低通滤波器的输出端连接，用于采用放大系数k_b对低通滤波处理后的有功电流中的高频分量进行放大，得到电机运行频率的补偿值；

所述限幅器的输入端与所述比例放大器的输出端连接，用于对电机运行频率的补偿值进行限幅处理，得到最终的用于控制的频率补偿值。

第二方面，本发明提供一种永磁同步电机V/F控制方法，其适用于上述永磁同步电机V/F控制系统，包括以下步骤：

获取永磁同步电机的三相电流，根据电压矢量角度将三相电流变换为永磁同步电机的电流幅值、有功电流和无功电流；

根据永磁同步电机的电流幅值、有功电流和无功电流的数值变化，计算永磁同步电机运行频率和电压矢量幅值的补偿值，根据补偿值计算电压矢量的幅值和角度；

对电压矢量的幅值和角度进行空间电压矢量调制，生成电压源逆变桥各桥臂的通断顺序和时间的调制信号；

在调制信号的控制下，对永磁驱动变换母线直流电，并将直流电逆变为三相交流电，驱动永磁同步电机输出预定的转速和转矩。

进一步的，电压矢量的幅值和角度的计算过程包括：

根据永磁同步电机的有功电流值计算永磁同步电机运行频率的补偿值；

根据上位机输出的给定电机运行频率与补偿值之和，计算电压幅值的基本值；

根据上位机输出的给定电机运行频率与补偿值之和、电流幅值、无功电流值和电压幅值，计算电压幅值的补偿值，再根据电压幅值的基本值和补偿值，计算电压矢量的幅值；

对上位机输出的给定电机运行频率与补偿值之和进行积分运算，得到电压矢量角度。

进一步的，电压幅值的补偿值的计算过程包括：

对永磁同步电机的无功功率给定值和无功功率反馈值间的差值进行比例和积分计算，并叠加后，得到电压幅值的补偿值；

对电压幅值的补偿值进行限幅处理；

对限幅处理后的补偿值进行低通滤波运算，得到最终的电压幅值补偿值。

进一步的，电机运行频率的补偿值的计算过程包括：

对永磁同步电机的有功电流进行低通滤波处理；

以放大系数k_b对低通滤波处理后的有功电流中的高频分量进行放大，得到电机运行频率的补偿值；

对电机运行频率的补偿值进行限幅处理，得到最终的用于控制的频率补偿值。

进一步的，对放大系数k_b的整定过程包括：

根据永磁同步电机的线性化运动方程得到转速与转矩间的传递函数；

根据传递函数得到极点方程，并计算极点方程的特征根；

根据极点方程的特征根计算放大系数k_b的取值范围；

在k_b的取值范围内选取中间值作为最终的整定值。

进一步的，放大系数k_b的取值范围为：

其中，k_e表示矩角系数，k_t表示转矩系数，J表示永磁同步电机轴等效转动惯量，p表示永磁同步电机极对数。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明分别根据永磁电机有功电流和无功电流的数值变化提取运行频率和电压矢量幅值的补偿值，根据补偿值计算电机电压矢量的幅值和角度，再根据电压矢量的幅值和角度确定电压源逆变桥各桥臂的通断顺序和时间，进而驱动电机输出预定的转速和转矩，并驱动相应负载实现预定运动，确保永磁电机控制系统运行稳定且效率高。

同时，对电机运行频率进行比例放大时，由于比例放大器的比例放大系数对永磁同步电机V/F控制系统性能具有重要影响，传统的比例放大系数，一般需要根据控制系统的表现进行人工试凑而得到。本发明根据永磁同步电机的转动惯量J、摩擦系数B、ke和kt这4个常数物理量，可自动获取频率补偿器放大系数，大大减少了现场人员调试工作量，降低了放大系数整定的难度。

附图说明

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，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的永磁同步电机V/F控制系统的结构示意图；

图2为本发明提供的无功控制器的原理框图；

图3为本发明提供的频率补偿器的原理框图；

图4为本发明提供的频率补偿器比例放大系数k_b的作用原理图。

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。

如图1所示，本发明实施例公开了一种永磁同步电机V/F控制系统，包括：电流变换器、补偿单元、空间矢量调制器和电压源逆变桥，电压源逆变器的输出端与永磁同步电机的输入端连接；

电流变换器的输入端与电压源逆变桥的输出端连接，用于根据永磁同步电机的电压矢量角度将三相电流变换为电流幅值、有功电流和无功电流；

补偿单元的输入端与电流变换器的输出端连接，用于根据永磁同步电机的电流幅值、有功电流和无功电流的数值变化，计算永磁同步电机运行频率和电压矢量幅值的补偿值，根据补偿值计算电压矢量的幅值和角度；

空间矢量调制器的输入端与补偿单元的输出端连接，用于对电压矢量的幅值和角度进行空间电压矢量调制，生成电压源逆变桥各桥臂的通断顺序和时间的调制信号；

电压源逆变桥的输入端与空间矢量调制器的输出端连接，用于在调制信号的控制下实现各桥臂的通断，并将直流电压逆变为三相交流电压，驱动永磁同步电机输出预定的转速和转矩。

具体来说，补偿单元包括：频率补偿器、V/F生成器、无功控制器和积分器；

频率补偿器输入端与电流变换器的有功电流输出端连接，用于根据有功电流值计算永磁同步电机运行频率的补偿值；

V/F生成器输入端分别与上位机输出端和频率补偿器输出端连接，用于根据上位机输出的给定电机运行频率与频率补偿器输出的补偿值之和，计算电压幅值的基本值；

无功控制器输入端分别与V/F生成器输入端、空间矢量调制器的电压输入端、电流变换器的电流幅值输出端和电流变换器的无功电流输出端连接，用于根据上位机输出的给定电机运行频率与频率补偿器输出的补偿值之和、电流幅值、无功电流值和电压幅值，计算电压幅值的补偿值，再根据电压幅值的基本值和补偿值，计算电压矢量的幅值；

积分器的输入端分别与上位机输出端和频率补偿器输出端连接，用于对上位机输出的给定电机运行频率与频率补偿器输出的补偿值之和进行积分运算，得到电压矢量角度；

V/F生成器输出端、无功控制器输出端和积分器输出端均与空间矢量调制器的输入端连接。

其中，如图2所示，无功控制器包括：PI控制器、电压限幅器和第一低通滤波器；

PI控制器用于对永磁同步电机的无功功率给定值和无功功率反馈值间的差值进行比例和积分计算，并叠加后，得到电压幅值的补偿值；

电压限幅器的输入端与PI控制器输出端连接，用于对PI控制器输出的电压幅值的补偿值进行限幅处理；

第一低通滤波器的输入端与电压限幅器的输出端连接，用于对限幅处理后的补偿值进行低通滤波运算，得到最终的电压幅值补偿值。

如图3所示，频率补偿器包括：第二低通滤波器、比例放大器和频率限幅器；

第二低通滤波器的输入端与电流变换器输出端连接，用于对永磁同步电机的有功电流进行低通滤波处理；

比例放大器的输入端与第二低通滤波器的输出端连接，用于采用放大系数k_b对低通滤波处理后的有功电流中的高频分量进行放大，得到电机运行频率的补偿值；

限幅器的输入端与比例放大器的输出端连接，用于对电机运行频率的补偿值进行限幅处理，得到最终的用于控制的频率补偿值。

本发明实施例还提供一种永磁同步电机V/F控制方法，其适用于上述的永磁同步电机V/F控制系统，包括以下步骤：

S1、获取永磁同步电机的三相电流，根据电压矢量角度将三相电流变换为永磁同步电机的电流幅值、有功电流和无功电流；

S2、根据永磁同步电机的电流幅值、有功电流和无功电流的数值变化，计算永磁同步电机运行频率和电压矢量幅值的补偿值，根据补偿值计算电压矢量的幅值和角度。

1)对电压矢量的幅值和角度的计算过程包括：

根据永磁同步电机的有功电流值计算永磁同步电机运行频率的补偿值；

根据上位机输出的给定电机运行频率与补偿值之和，计算电压幅值的基本值；

根据上位机输出的给定电机运行频率与补偿值之和、电流幅值、无功电流值和电压幅值，计算电压幅值的补偿值，再根据电压幅值的基本值和补偿值，计算电压矢量的幅值；

对上位机输出的给定电机运行频率与补偿值之和进行积分运算，得到电压矢量角度。

2)电压幅值的补偿值的计算过程包括：

对永磁同步电机的无功功率给定值和无功功率反馈值间的差值进行比例和积分计算，并叠加后，得到电压幅值的补偿值；

对电压幅值的补偿值进行限幅处理；

对限幅处理后的补偿值进行低通滤波运算，得到最终的电压幅值补偿值。

S3、对电压矢量的幅值和角度进行空间电压矢量调制，生成电压源逆变桥各桥臂的通断顺序和时间的调制信号；

S4、在调制信号的控制下，对永磁驱动变换母线直流电，并将直流电逆变为三相交流电，驱动永磁同步电机输出预定的转速和转矩。

下面结合具体计算公式对上述各步骤做进一步的说明。

(1)V/F生成器根据上位机输出的给定电机运行频率ω_er和频率补偿器输出的补偿值Δω得到补偿后频率ω_e，根据补偿后频率ω_e生成电压幅值的基本值V_s0，且满足V_s0＝Ψ_mω_e，其中Ψ_m为永磁体磁链。

(2)无功控制器根据无功功率给定值Q_r和反馈值Q_f的差值，计算电压矢量幅值的补偿值V_sc。Q_r和Q_f满足，

其中，ω_e、L_q、i_s、V_s、i_reactive分别为补偿后频率、电机q轴电感、电流矢量幅值、补偿后电压矢量幅值和电机无功电流。

通过无功控制器可实时根据永磁同步电机无功功率的变化调节电机控制电压，抑制无功功率的增长，提高永磁同步电机的运行效率。无功控制器包括PI控制器、限幅器和第一低通滤波器。具体为：

1)PI控制器基于无功功率给定值Q_r和反馈值Q_f的差值计算电压矢量幅值的补偿值，其传递函数为：

其中，K_p和K_i分别为比例和积分系数，s表示微分算子，G_pi表示PI控制器传递函数。由于无功控制器设置了低通滤波器，在设计参数值时，可适当增大K_p和K_i的数值，使得补偿值快速跟随无功功率的变化。

电压矢量幅值的补偿值V_sc可表示为V_sc＝G_pi×(Q_r-Q_f)。

2)限幅器将PI控制器输出的补偿值进行限幅处理，即设定该值的最大值和最小值。通常可设置最大值不高于电机控制器输出电压与电机额定电压的差值，最小值的相反数则不小于电机额定电压幅值；

3)第一低通滤波器对限幅处理后的补偿值进行低通滤波处理，以抑制PI控制器引起的电压突变及转速突变。第一低通滤波器的传递函数可表示为，

其中，ω_c为第一低通滤波器的截止频率，该截止频率远低于电机额定运行频率。

(3)频率补偿器根据电机有功电流i_active计算得到频率补偿值Δω_e；

通过频率补偿器可实时根据永磁同步电机的有功电流变化调节电机运行频率，提高永磁同步电机的运行稳定性。频率补偿器包括第二低通滤波器、比例放大器和频率限幅器。具体为：

1)、低通滤波器对有功电流进行低通滤波处理。采用低通滤波器可间接实现有功电流的高通滤波，从而避免出现微分计算。其中高通滤波器的传递函数及其与低通滤波器的关系为，

其中，G_HPF表示高通滤波器；ω_c表示第二低通滤波器的截止频率；G_LPF表示第二低通滤波器，该低通滤波器的截止频率ω_c可与无功补偿器的第一低通滤波器相近或相同。

2)、比例放大器对有功电流的高频分量进行放大，得到电机运行频率的补偿值。比例放大器的系数k_b对永磁同步电机稳定运行有很大影响，是永磁同步电机控制系统的关键参数；

3)、限幅器对电机运行频率补偿值进行限幅处理，以防补偿值过大或过小。

如图4所示，为本发明实施例频率补偿器比例放大系数k_b作用原理框图。其中，

k_b参数值对永磁同步电机控制系统的稳定运行有重要影响。本发明公开了该参数的整定方法。具体步骤如下：

a、根据图4得到传递函数：

其中，Δω_r(s)为转速波动量，ΔT_L(s)为负载转矩波动量，p为永磁同步电机极对数，J为永磁同步电机轴等效转动惯量，B为摩擦系数，k_e为矩角系数，k_t为转矩系数，且有：

其中，δ₀为稳态矩角，ψ_m为永磁体磁链，T_e为电机电磁转矩，矩角公式为：

其中，功率角δ可设定为一定范围，从而得到k_e的最小值和最大值；L_q为电机交轴电感，L_d为电机直轴电感。

b、根据矩角公式进行功率角偏微分计算，进而得到k_e的范围。

c、计算G(s)的极点。G(s)的特征方程为，

得到特征方程的根，

忽略B值，确保该特征根为含负实部的复数，且实部数值远大于1，进而得到确保永磁同步电机控制系统稳定的k_b的取值范围为：

d、在所得k_b的数值范围内选取中间值作为最终的整定值。

(4)积分器对补偿后频率ω_e进行积分运算，得到电压矢量的角度θ_e＝∫ω_edt。

(5)电流变换器根据θ_e将电机三相电流i_a、i_b和i_c变换为电流矢量幅值i_s、电机有功电流i_active和电机无功电流i_reactive。i_s流i_active和i_reactive满足，

其中，

i_γ、i_δ定义为永磁同步电机在γ-δ轴上的电流。

(6)空间矢量调制器根据电压矢量的角度θ_e和幅值V_s，生成特定通断顺序和时间的调制波。其中，

V_s＝V_s0+V_sc (12)

(7)电压源逆变桥在调制波的控制下对所属的功率器件进行开关控制，将直流电压逆变成幅值、相位和频率可变的三相交流电压，驱动永磁同步电机的运行；

(8)永磁同步电机在电压源逆变桥的激励下，拖动负载进行运动。

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。

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公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种永磁同步电机V/F控制系统，其特征在于，包括：电流变换器、补偿单元、空间矢量调制器和电压源逆变桥，所述电压源逆变器的输出端与永磁同步电机的输入端连接；

所述电流变换器的输入端与所述电压源逆变桥的输出端连接，用于根据永磁同步电机的电压矢量角度将三相电流变换为电流幅值、有功电流和无功电流；

所述补偿单元的输入端与所述电流变换器的输出端连接，用于根据永磁同步电机的电流幅值、有功电流和无功电流的数值变化，计算永磁同步电机运行频率和电压矢量幅值的补偿值，根据补偿值计算电压矢量的幅值和角度；

所述空间矢量调制器的输入端与所述补偿单元的输出端连接，用于对电压矢量的幅值和角度进行空间电压矢量调制，生成电压源逆变桥各桥臂的通断顺序和时间的调制信号；

所述电压源逆变桥的输入端与所述空间矢量调制器的输出端连接，用于在调制信号的控制下实现各桥臂的通断，并将直流电压逆变为三相交流电压，驱动永磁同步电机输出预定的转速和转矩。

2.根据权利要求1所述的永磁同步电机V/F控制系统，其特征在于，所述补偿单元包括：频率补偿器、V/F生成器、无功控制器和积分器；

所述频率补偿器输入端与所述电流变换器的有功电流输出端连接，用于根据有功电流值计算永磁同步电机运行频率的补偿值；

所述V/F生成器输入端分别与上位机输出端和所述频率补偿器输出端连接，用于根据上位机输出的给定电机运行频率与频率补偿器输出的补偿值之和，计算电压幅值的基本值；

所述无功控制器输入端分别与所述V/F生成器输入端、所述空间矢量调制器的电压输入端、所述电流变换器的电流幅值输出端和所述电流变换器的无功电流输出端连接，用于根据上位机输出的给定电机运行频率与所述频率补偿器输出的补偿值之和、电流幅值、无功电流值和电压幅值，计算电压幅值的补偿值，再根据电压幅值的基本值和补偿值，计算电压矢量的幅值；

所述积分器的输入端分别与上位机输出端和所述频率补偿器输出端连接，用于对上位机输出的给定电机运行频率与频率补偿器输出的补偿值之和进行积分运算，得到电压矢量角度；

所述V/F生成器输出端、所述无功控制器输出端和所述积分器输出端均与所述空间矢量调制器的输入端连接。

3.根据权利要求2所述的永磁同步电机V/F控制系统，其特征在于，所述无功控制器包括：PI控制器、电压限幅器和第一低通滤波器；

所述PI控制器用于对永磁同步电机的无功功率给定值和无功功率反馈值间的差值进行比例和积分计算，并叠加后，得到电压幅值的补偿值；

所述电压限幅器的输入端与所述PI控制器输出端连接，用于对所述PI控制器输出的电压幅值的补偿值进行限幅处理；

所述第一低通滤波器的输入端与所述电压限幅器的输出端连接，用于对限幅处理后的补偿值进行低通滤波运算，得到最终的电压幅值补偿值。

4.根据权利要求2所述的永磁同步电机V/F控制系统，其特征在于，所述频率补偿器包括：第二低通滤波器、比例放大器和频率限幅器；

所述第二低通滤波器的输入端与所述电流变换器输出端连接，用于对永磁同步电机的有功电流进行低通滤波处理；

所述比例放大器的输入端与所述第二低通滤波器的输出端连接，用于采用放大系数k_b对低通滤波处理后的有功电流中的高频分量进行放大，得到电机运行频率的补偿值；

所述限幅器的输入端与所述比例放大器的输出端连接，用于对电机运行频率的补偿值进行限幅处理，得到最终的用于控制的频率补偿值。

5.一种永磁同步电机V/F控制方法，其特征在于，其适用于如权利要求1-4任一项所述的永磁同步电机V/F控制系统，包括以下步骤：

获取永磁同步电机的三相电流，根据电压矢量角度将三相电流变换为永磁同步电机的电流幅值、有功电流和无功电流；

根据永磁同步电机的电流幅值、有功电流和无功电流的数值变化，计算永磁同步电机运行频率和电压矢量幅值的补偿值，根据补偿值计算电压矢量的幅值和角度；

对电压矢量的幅值和角度进行空间电压矢量调制，生成电压源逆变桥各桥臂的通断顺序和时间的调制信号；

在调制信号的控制下，对永磁驱动变换母线直流电，并将直流电逆变为三相交流电，驱动永磁同步电机输出预定的转速和转矩。

6.根据权利要求5所述的永磁同步电机V/F控制方法，其特征在于，电压矢量的幅值和角度的计算过程包括：

根据永磁同步电机的有功电流值计算永磁同步电机运行频率的补偿值；

根据上位机输出的给定电机运行频率与补偿值之和，计算电压幅值的基本值；

根据上位机输出的给定电机运行频率与补偿值之和、电流幅值、无功电流值和电压幅值，计算电压幅值的补偿值，再根据电压幅值的基本值和补偿值，计算电压矢量的幅值；

对上位机输出的给定电机运行频率与补偿值之和进行积分运算，得到电压矢量角度。

7.根据权利要求6所述的永磁同步电机V/F控制方法，其特征在于，电压幅值的补偿值的计算过程包括：

对永磁同步电机的无功功率给定值和无功功率反馈值间的差值进行比例和积分计算，并叠加后，得到电压幅值的补偿值；

对电压幅值的补偿值进行限幅处理；

对限幅处理后的补偿值进行低通滤波运算，得到最终的电压幅值补偿值。

8.根据权利要求6所述的永磁同步电机V/F控制方法，其特征在于，电机运行频率的补偿值的计算过程包括：

对永磁同步电机的有功电流进行低通滤波处理；

以放大系数k_b对低通滤波处理后的有功电流中的高频分量进行放大，得到电机运行频率的补偿值；

对电机运行频率的补偿值进行限幅处理，得到最终的用于控制的频率补偿值。

9.根据权利要求8所述的永磁同步电机V/F控制方法，其特征在于，对放大系数k_b的整定过程包括：

根据永磁同步电机的线性化运动方程得到转速与转矩间的传递函数；

根据传递函数得到极点方程，并计算极点方程的特征根；

根据极点方程的特征根计算放大系数k_b的取值范围；

在k_b的取值范围内选取中间值作为最终的整定值。

10.根据权利要求9所述的永磁同步电机V/F控制方法，其特征在于，放大系数k_b的取值范围为：

其中，k_e表示矩角系数，k_t表示转矩系数，J表示永磁同步电机轴等效转动惯量，p表示永磁同步电机极对数。