CN204539029U - 永磁同步电机控制装置 - Google Patents
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Abstract
永磁同步电机控制装置，属于电机控制技术领域。本实用新型是为了解决现有的电流反馈解耦PI控制技术无法准确描述系统稳态、动态过程，无法适应系统参数变化，难以满足电机性能要求的问题。本实用新型逆变器与永磁同步电机相连，永磁同步电机通过旋转变压器与控制器相连，控制器通过驱动电路与逆变器相连；电流传感器和解码芯片通过坐标变换单元与转矩和磁链计算单元相连，转矩和磁链计算单元通过sum模块分别与转矩调节器和磁链调节器相连，转矩调节器和磁链调节器与反馈线性化控制单元相连，反馈线性化控制单元通过逆变换单元与脉冲调制器相连，脉冲调制器与驱动电路相连。本实用新型抑制了转矩和磁链的脉动并且具有理想的动静态性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电机控制装置，具体涉及一种永磁同步电机控制装置，属于电机控制技术领域。
背景技术
永磁同步电机具有结构简单、体积小、效率高等优点。近年来，随着高性能永磁磁性材料、电力电子技术、微电子技术和现代控制理论的不断发展，使得永磁同步电机控制系统得到了迅速的发展。传统的直接转矩控制采用bang-bang控制策略，这使得转矩和磁链脉动很大。同时永磁同步电机是一个多变量、非线性、强耦合的系统，对系统内部参数波动及外部干扰极为敏感，因此传统的电流反馈解耦PI控制技术无法准确地描述系统的稳态、动态过程，也无法适应系统参数的变化，从而难以满足电机的性能要求。
实用新型内容
在下文中给出了关于本实用新型的简要概述，以便提供关于本实用新型的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本实用新型的穷举性概述。它并不是意图确定本实用新型的关键或重要部分，也不是意图限定本实用新型的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。
鉴于此，本实用新型提供了一种永磁同步电机控制装置，以至少解决现有的电流反馈解耦PI控制技术无法准确地描述系统的稳态、动态过程，无法适应系统参数的变化，从而难以满足电机的性能要求的问题。
根据本实用新型的一个方面，永磁同步电机控制装置，包括交流电源、整流滤波器、逆变器、永磁同步电机、旋转变压器、解码芯片、控制器、上位机、驱动电路和电流传感器；所述交流电源通过整流滤波器与逆变器相连，所述逆变器与永磁同步电机相连，所述永磁同步电机通过旋转变压器和解码芯片与控制器相连，所述上位机、电流传感器与控制器相连，所述控制器通过驱动电路与逆变器相连，所述电流传感器用于检测永磁同步电机定子侧相电流；所述控制器包括速度调节器、转矩调节器、磁链调节器、反馈线性化控制单元、Park逆变换单元、SVPWM脉冲调制器、坐标变换单元、转矩和磁链计算单元，所述电流传感器和解码芯片通过坐标变换单元与转矩和磁链计算单元相连，所述转矩和磁链计算单元通过第一sum模块和第二sum模块分别与转矩调节器和磁链调节器相连，转矩调节器和磁链调节器与反馈线性化控制单元相连，反馈线性化控制单元通过Park逆变换单元与SVPWM脉冲调制器相连，所述SVPWM脉冲调制器与驱动电路相连，所述解码芯片与Park逆变换单元相连，所述解码芯片还通过第三sum模块与速度调节器相连，所述速度调节器通过第一sum模块与转矩调节器相连。
进一步地：所述控制器采用Infineon公司的32位芯片TC1782。实现反馈线性化的直接转矩控制。
进一步地：所述解码芯片采用AD2S1210芯片。将得到的位置和转速信号输入到控制器。
本实用新型提出的永磁同步电机控制装置所达到的效果为：该装置采用基于反馈线性化的直接转矩控制技术，并结合空间矢量脉宽调制技术，使电机的转矩和磁链解耦，从而实现对转矩和磁链的线性化控制，有效的降低了转矩和磁链的脉动，并且使系统具有理想的动静态性能。
附图说明
图1是根据本实用新型的实施例的永磁同步电机控制装置的结构框图；
图2是根据本实用新型的实施例的控制器的结构框图。
具体实施方式
在下文中将结合附图对本实用新型的示范性实施例进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实际实施例的过程中必须做出很多特定于实施方式的决定，以便实现开发人员的具体目标，例如，符合与系统及业务相关的那些限制条件，并且这些限制条件可能会随着实施方式的不同而有所改变。此外，还应该了解，虽然开发工作有可能是非常复杂和费时的，但对得益于本实用新型公开内容的本领域技术人员来说，这种开发工作仅仅是例行的任务。
在此，还需要说明的一点是，为了避免因不必要的细节而模糊了本实用新型，在附图中仅仅示出了与根据本实用新型的方案密切相关的装置结构和/或处理步骤，而省略了与本实用新型关系不大的其他细节。
如图1和图2所示，本实用新型的实施例提供了一种永磁同步电机控制装置，包括交流电源、整流滤波器、逆变器、永磁同步电机、旋转变压器、解码芯片、控制器、上位机、驱动电路和电流传感器；所述交流电源通过整流滤波器与逆变器相连，所述逆变器与永磁同步电机相连，所述永磁同步电机通过旋转变压器和解码芯片与控制器相连，所述上位机、电流传感器与控制器相连，所述控制器通过驱动电路与逆变器相连，所述电流传感器用于检测永磁同步电机定子侧相电流；所述控制器包括速度调节器、转矩调节器、磁链调节器、反馈线性化控制单元、Park逆变换单元、SVPWM脉冲调制器、坐标变换单元、转矩和磁链计算单元，所述电流传感器和解码芯片通过坐标变换单元与转矩和磁链计算单元相连，所述转矩和磁链计算单元通过第一sum模块和第二sum模块分别与转矩调节器和磁链调节器相连，转矩调节器和磁链调节器与反馈线性化控制单元相连，反馈线性化控制单元通过Park逆变换单元与SVPWM脉冲调制器相连，所述SVPWM脉冲调制器与驱动电路相连，所述解码芯片与Park逆变换单元相连，所述解码芯片还通过第三sum模块与速度调节器相连，所述速度调节器通过第一sum模块与转矩调节器相连。所述控制器采用Infineon公司的32位芯片TC1782。实现反馈线性化的直接转矩控制。所述解码芯片采用AD2S1210芯片。将得到的位置和转速信号输入到控制器。
电流传感器将所得电机定子侧相电流ia、ib与解码芯片得到的转子角位置θ相结合，经过坐标变换得到两相旋转坐标系电流id和iq，id和iq经过转矩和磁链计算单元得到转矩Te和磁链Fs；给定转速ωref与解码芯片得到的反馈转速ω相比较，经过速度调节器得到转矩Teref，Teref与计算单元得到的转矩Te相比较，经过转矩调节器得到控制量V1；给定磁链Fsref与计算单元得到的磁链Fs相比较，经过磁链调节器得到另一个控制量V2；V1和V2经过反馈线性化单元得到d轴和q轴的电压Ud、Uq，再和解码芯片得到的转子角位置θ相结合，经过Park逆变换单元得到两相静止坐标系的电压Uα和Uβ；Uα和Uβ经过SVPWM脉冲调制器得到六路脉冲送给驱动电路，用来驱动逆变器，进而控制永磁同步电机。
通过以上描述可知，上述根据本实用新型的实施例的永磁同步电机控制装置，采用基于反馈线性化的直接转矩控制技术，并结合空间矢量脉宽调制技术，使电机的转矩和磁链解耦，从而实现对转矩和磁链的线性化控制，有效的降低了转矩和磁链的脉动，并且使系统具有理想的动静态性能。
Claims (3)
1.永磁同步电机控制装置，包括交流电源、整流滤波器、逆变器、永磁同步电机、旋转变压器、解码芯片、控制器、上位机、驱动电路和电流传感器；其特征在于：所述交流电源通过整流滤波器与逆变器相连，所述逆变器与永磁同步电机相连，所述永磁同步电机通过旋转变压器和解码芯片与控制器相连，所述上位机、电流传感器与控制器相连，所述控制器通过驱动电路与逆变器相连，所述电流传感器用于检测永磁同步电机定子侧相电流；所述控制器包括速度调节器、转矩调节器、磁链调节器、反馈线性化控制单元、Park逆变换单元、SVPWM脉冲调制器、坐标变换单元、转矩和磁链计算单元，所述电流传感器和解码芯片通过坐标变换单元与转矩和磁链计算单元相连，所述转矩和磁链计算单元通过第一sum模块和第二sum模块分别与转矩调节器和磁链调节器相连，转矩调节器和磁链调节器与反馈线性化控制单元相连，反馈线性化控制单元通过Park逆变换单元与SVPWM脉冲调制器相连，所述SVPWM脉冲调制器与驱动电路相连，所述解码芯片与Park逆变换单元相连，所述解码芯片还通过第三sum模块与速度调节器相连，所述速度调节器通过第一sum模块与转矩调节器相连。
2.根据权利要求1所述的永磁同步电机控制装置，其特征在于：所述控制器采用Infineon公司的32位芯片TC1782。
3.根据权利要求1或2所述的永磁同步电机控制装置，其特征在于：所述解码芯片采用AD2S1210芯片。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106652635A (zh) * | 2016-12-31 | 2017-05-10 | 成都育芽科技有限公司 | 一种基于云计算服务系统的电机拖动系统实训平台 |
| CN109167536A (zh) * | 2018-09-26 | 2019-01-08 | 南京越博电驱动系统有限公司 | 一种电机控制器的硬件结构系统 |
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- 2015-05-14 CN CN201520311226.3U patent/CN204539029U/zh not_active Expired - Fee Related
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