[发明专利]永磁同步电机及永磁同步电机的控制方法、控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及电机技术领域，尤其涉及一种永磁同步电机的控制方法、一种永磁同步电机的控制装置以及一种永磁同步电机。

背景技术

随着用户对机电产品节能性要求的提升，效率更高的变频电机驱动器得到了越来越广泛的应用。

通常，变频电机驱动器的直流母线电压处于稳定状态，逆变部分与输入交流电压如电网电压相对独立，从而使逆变部分的控制无需考虑输入交流电压的瞬时变化，便于控制方法的实现。为了保证直流母线电压处于稳定状态，通常会配备有容值较大的电解电容，但这会导致变频电机驱动器体积变大，成本增高，而且电解电容的使用寿命有限，从而降低了变频电机驱动器的使用寿命。

相关技术中，采用容值为20uF的薄膜电容来代替直流母线侧容值较大的电解电容，即采用无电解电容驱动器，通过控制电机的瞬时功率与输入交流电压的形状匹配实现电机的控制。

由于无电解电容驱动器具有成本低，使用寿命长等优点，目前已得到广泛应用。但在无电解电容驱动器中，由于直流母线电压随电网电压而波动，并且在直流母线电压的波谷处，由于直流母线电压较低而无法为电机提供能量，尤其是当直流母线电压低于电机的等效反电动势时，将使电机处于发电状态，从而使直流母线电压和输入电流产生谐波，使控制器工作在不稳定状态。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种永磁同步电机的控制方法，能够有效保证永磁同步电机在整个电源周期都工作在电动状态。

本发明的另一个目的在于提出一种永磁同步电机的控制装置。本发明的又一个目的在于提出一种永磁同步电机。

为了实现上述目的，本发明一方面实施例提出了一种永磁同步电机的控制方法，包括以下步骤：在电机的运行过程中，根据所述电机的d轴电流i_d和q轴电流i_q计算所述电机的电压矢量V₁；通过控制所述q轴电流i_q为0以根据所述电机的电压矢量V₁获取所述电机的电压矢量的最小值V_1m；判断所述最小值V_1m是否大于等于直流母线电压V_dc的倍；以及如果所述最小值V_1m大于等于直流母线电压V_dc的倍，则控制驱动器向所述电机输出的有功分量为零。

根据本发明实施例的永磁同步电机的控制方法，在电机的运行过程中，首先根据电机的d轴电流i_d和q轴电流i_q计算电机的电压矢量V₁，并通过控制q轴电流i_q为0以根据电机的电压矢量V₁获取电机的电压矢量的最小值V_1m，然后判断最小值V_1m是否大于等于直流母线电压V_dc的倍，如果最小值V_1m大于等于直流母线电压V_dc的倍，则控制驱动器向电机输出的有功分量为零，以保证永磁同步电机在整个电源周期都工作在电动状态。

根据本发明的一个实施例，根据以下公式计算所述最小值V_1m：

其中，R_s为所述电机的定子电阻，L_d为所述电机的d轴电感，λ_af为所述电机的转子永磁体磁链，ω_e为所述电机的电角速度。

根据本发明的一个实施例，在所述电机的整个电源周期内，所述最小值V_1m与所述直流母线电压的最小值之间满足以下关系式，以使所述电机在所述整个电源周期内处于电动状态：

其中，V_2m为所述直流母线电压的最小值，ΔV为预设的电压裕量且大于0。

根据本发明的一个实施例，所述驱动器为无电解电容驱动器。