[发明专利]一种永磁电机控制方法和装置

说明书

本发明公开了一种永磁电机控制方法，本发明的基本思想是将永磁电机的有功功率/相电流或者无功功率/相电流作为转矩/电流的间接观测量，通过对电机有功功率/相电流的最大值或者无功功率/相电流的最小值的追踪来获得最佳的转子位置补偿角，使电机保持最大转矩/电流输出。本发明能实现永磁电机各种类型转子位置误差的补偿，使电机的相电流与相反电势同相位，从而增大电机出力、提高电压利用率、增大调速范围，减小转矩脉动和电流纹波等，且不依赖于任何电机参数，易于实现。

技术领域

本发明涉及电力传动技术领域，尤其涉及一种永磁电机控制方法和装置。

背景技术

永磁电机因其体积小、功率密度高等优点，广泛应用于各行业。但是现有的电机转子位置检测方法包括无位置传感器位置估测技术在内，各自存在一定的位置检测误差，同时永磁电机本身的一些特性也会给电机系统带来一些最终会体现在转子位置上的误差。这些误差有的难以检测或计算其大小，有的还会随转速或其他参数变化，毋庸置疑的是都给电机控制系统带来了不利影响。

由这些不同原因造成的不同类型的转子位置误差给永磁电机系统的控制性能和运行性能带来的不利影响，主要有以下几点：

1.电机的转矩/电流降低，出力减小，带负载能力减弱，电压利用率降低；

2.绕组电流中含有较大无功分量，且电流产生纹波加剧转矩波动；

3.调速范围减小等。

当电机高速运行时，转子位置误差问题更加突出，对电机性能的影响也更加不容忽视，从而限制了永磁电机在高转速高精度等更广阔领域的应用。而现有的解决该问题的方法大都只是针对某一类转子位置误差来设计补偿方案，不仅存在局限，有时还会顾此失彼，或者补偿方法依赖于电机参数，存在一定缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术的缺陷，提供一种永磁电机控制方法，不依赖于电机参数，易于实现，能有效补偿所有类型的转子位置误差，使电机趋于最大有功功率输出和最大转矩/电流输出的工作状态。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种永磁电机控制方法，包含以下基本控制思想：

将永磁电机的有功功率/相电流或者无功功率/相电流作为转矩/电流的间接观测量，通过对电机有功功率/相电流的最大值或者无功功率/相电流的最小值的追踪来获得最佳的转子位置补偿角，使电机保持最大转矩/电流输出。

作为本发明一种永磁电机控制方法基本思想的具体化，一种以有功功率/相电流作为转矩/电流的间接观测量的具体实现方法，包含以下具体步骤：

步骤1)，检测得到永磁电机的母线电压、母线电流和相电流；

步骤2)，根据永磁电机的母线电压、母线电流和相电流计算得到有功功率/相电流；

步骤3)，给定电机一个初值为零的转子位置补偿角，并根据当前电机的工作条件，以响应快速性和不引起算法误动作为标准，试取出一个合适的补偿角扰动值；

步骤4)，分别计算有功功率/相电流和补偿角本身的变化量；

步骤5)，根据上一步骤计算得到的两个变化量的变化方向，来决定补偿角下一步的扰动方向；

步骤6)，更新经扰动后转子位置补偿角的值；

步骤7)，利用更新的补偿角来补偿检测到的转子位置信号的误差，从而得到新的转子位置角；

步骤8)，根据补偿后的转子位置信号构造开关逻辑；

步骤9)，根据步骤8)构造的开关逻辑控制永磁电机运行；