[发明专利]过调制时单PI电流环的弱磁控制方法、装置

说明书

本发明公开了一种永磁同步电机过调制时单PI电流环的弱磁控制方法、装置和永磁同步电机的控制系统，其中，方法包括：获取永磁同步电机的过调制系数KH，并计算永磁同步电机进行SVPWM控制时的六个基本有效矢量中的两个的作用时间T1和T2；根据过调制系数KH、T1和T2判断是否控制永磁同步电机进入过调制与单PI电流环弱磁控制模式；若是，则将速度环的输出作为D轴电流给定，并根据D轴电流给定和D轴反馈电流进行D轴PI电流环调节以获得D轴电压，以及根据D轴电压和永磁同步电机进入过调制与单PI电流环弱磁控制模式之前的Q轴电压对永磁同步电机进行弱磁控制，由此，能够保证永磁同步电机过调制和弱磁时的稳定运行。

技术领域

本发明涉及永磁同步电机领域，特别涉及一种永磁同步电机过调制时单PI电流环的弱磁控制方法、一种永磁同步电机过调制时单PI电流环的弱磁控制装置和一种永磁同步电机的控制系统。

背景技术

PMSM(permanent magnet synchronous motor，永磁同步电机)控制中需要经典的三环控制，即一个速度环、D轴电流环、Q轴电流环，如图1所示。

永磁同步电机D、Q轴的电压方程为：

电磁转矩为：

其中，T_e为永磁同步电机的电磁转矩，P_n为永磁同步电机的极对数，为永磁体磁链，I_q为Q轴电流，Id为D轴电流，Lq、Ld分别为D、Q轴电感。R为相电阻，p为微分算子，ω为电角速度，Ud和Uq分别为D轴电压和Q轴电压。

在弱磁时，直接对上述电压方程进行处理，去除微分量，得到：

由于D、Q轴是互相耦合的，所以D、Q轴电流不能独立通过对应的电流环求出。且在深度弱磁和过调制结合时，可能会导致高频运行失步、产生大电流等问题，严重影响永磁同步电机的稳定运行。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述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过调制时单PI电流环的弱磁控制方法，该方法能够使永磁同步电机在过调制和弱磁时稳定运行，且能够有效解决D、Q轴互相耦合的问题，简化PMSM控制系统。

本发明的第二个目的在于提出一种永磁同步电机过调制时单PI电流环的弱磁控制装置。

本发明的第三个目的在于提出一种永磁同步电机的控制系统。

为达到上述目的，本发明第一方面的实施例提出了一种永磁同步电机过调制时单PI电流环的弱磁控制方法，包括以下步骤：获取所述永磁同步电机的过调制系数KH，并计算所述永磁同步电机进行SVPWM控制时的六个基本有效矢量中的两个基本有效矢量的作用时间T1和T2；根据所述过调制系数KH、所述两个基本有效矢量的作用时间T1和T2判断是否控制所述永磁同步电机进入过调制与单PI电流环弱磁控制模式；当所述永磁同步电机进入所述过调制与单PI电流环弱磁控制模式时，将速度环的输出作为D轴电流给定，并根据所述D轴电流给定和所述永磁同步电机的D轴反馈电流进行D轴PI电流环调节以获得D轴电压，以及根据所述D轴电压和所述永磁同步电机进入所述过调制与单PI电流环弱磁控制模式之前的Q轴电压对所述永磁同步电机进行弱磁控制。