[发明专利]同步电机控制电路及控制方法

说明书

一种用于控制同步电机的控制方法包含：由最大转矩电流比控制单元根据频率命令与同步电机的电气频率计算直轴电流命令以及交轴电流命令；当同步电机的反馈输出电压大于电压控制准位时，由电压控制单元输出弱磁电流命令；由前馈控制单元根据电气频率、电压目标准位，以及交轴电流命令计算弱磁电流前馈项；当弱磁电流命令与弱磁电流前馈项之和小于直轴电流命令时，以弱磁电流命令与弱磁电流前馈项之和调整直轴电流命令；以及由电压命令输出单元分别根据调整后的直轴电流命令与交轴电流命令输出直轴电压命令与交轴电压命令，以控制同步电机。

技术领域

本发明是关于一种同步电机控制方法，且特别是关于一种进行弱磁控制的同步电机控制方法。

背景技术

永磁同步电机具备功率密度高、电机效率佳等节能特性。随着环保节能意识高涨，永磁同步电机逐渐取代传统马达，应用在各种设备应用中。

在永磁同步电机的驱动控制中，可以藉由弱磁电流扩大永磁同步电机的运转范围。然而，弱磁电流过多时易导致电机输出扭力不足、运行效率不佳等问题。相对地，弱磁电流不足时易导致转速无法提升、控制不稳定等问题。因此，如何改善弱磁控制策略，以提升同步电机的控制稳定度，为本领域重要的研究课题。

发明内容

本发明内容的一态样为一种控制方法。控制方法用于控制一同步电机，其中该控制方法包含：由一最大转矩电流比控制单元根据一频率命令与该同步电机的一电气频率计算一第一直轴电流命令以及一交轴电流命令；当该同步电机的一反馈输出电压大于一电压控制准位时，由一电压控制单元输出一弱磁电流命令；由一前馈控制单元根据该电气频率、一电压目标准位，以及该交轴电流命令计算一弱磁电流前馈项；当该弱磁电流命令与该弱磁电流前馈项之和小于该第一直轴电流命令时，以该弱磁电流命令与该弱磁电流前馈项之和调整该第一直轴电流命令以输出一第二直轴电流命令；以及由一电压命令输出单元分别根据该第二直轴电流命令与该交轴电流命令输出一直轴电压命令与一交轴电压命令，以控制该同步电机。

在部分实施例中，由前馈控制单元计算该弱磁电流前馈项包含：根据该同步电机的一磁交链参数取得一参考模型；以及藉由该参考模型根据该电气频率、该电压目标准位以及该交轴电流命令计算该弱磁电流前馈项。

在部分实施例中，控制方法更包含：由一电压饱和调节单元根据一直轴电流误差值与一交轴电流误差值计算一频率命令修正项，其中该直轴电流误差值为该第二直轴电流命令与一直轴反馈电流之差，该交轴电流误差值为该交轴电流命令与一交轴反馈电流之差；以及由该电压饱和调节单元根据该频率命令修正项调整该频率命令。

在部分实施例中，控制方法更包含：由一第一运算单元计算该弱磁电流命令与该弱磁电流前馈项之和与该第一直轴电流命令之差以得到一弱磁电流补偿量；由一限幅单元对该弱磁电流补偿量进行限幅，其中当该弱磁电流补偿量大于零时，该限幅单元输出的该弱磁电流补偿量为零；以及由一第二运算单元根据经限幅后的该弱磁电流补偿量修正该第一直轴电流命令以输出该第二直轴电流命令。

在部分实施例中，由该电压命令输出单元输出该直轴电压命令与该交轴电压命令包含：由一第三运算单元根据该第二直轴电流命令与该同步电机的一直轴反馈电流计算一直轴电流误差值；由该电压命令输出单元的一直轴电流控制器根据该直轴电流误差值输出该直轴电压命令；由一第四运算单元根据该交轴电流命令与该同步电机的一交轴反馈电流计算一交轴电流误差值；以及由该电压命令输出单元的一交轴电流控制器根据该交轴电流误差值输出该交轴电压命令。

在部分实施例中，控制方法更包含：由该电压控制单元中的一第一比例控制器接收一直流母线电压以输出该电压控制准位；以及由该前馈控制单元中的一第二比例控制器接收该直流母线电压以输出该电压目标准位。