[发明专利]永磁同步电机的控制方法和控制装置

权利要求书

1.一种永磁同步电机的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取转矩指令、永磁同步电机的转速和弱磁电压余量，其中，所述弱磁电压余量根据d轴电压指令和q轴电压指令计算得到，根据如下公式计算得到所述弱磁电压余量：

其中，ΔU为所述弱磁电压余量，U_dc为逆变器直流侧的电源电压，u_d、u_q分别为所述d轴电压指令、所述q轴电压指令；

根据所述转矩指令、所述转速和所述弱磁电压余量生成d轴电流指令和q轴电流指令；

根据所述d轴电流指令和所述q轴电流指令采用电流单闭环矢量控制技术对所述永磁同步电机进行控制；

其中，所述根据所述转矩指令、所述转速和所述弱磁电压余量生成d轴电流指令和q轴电流指令，包括：

根据所述转矩指令和所述转速分别查找最大转矩电流比表、最大转矩电压比表和恒电流变转矩表，对应得到三组dq轴电流值和其中，所述恒电流变转矩表的标定步骤包括：

步骤1：根据所述永磁同步电机中允许流过的最小电流阈值I_set和dq轴电流夹角σ计算dq轴电流指令，其中，d轴电流指令i_{d_ref}＝-I_setcosσ，q轴电流指令i_{q_ref}＝I_setsinσ；

步骤2：采用电流单闭环矢量控制技术对所述永磁同步电机进行控制，以使d轴电流反馈值i_d与i_{d_ref}一致，q轴电流反馈值i_q与i_{q_ref}一致；

步骤3：按照预设转矩梯度ΔT_ref增大转矩指令T_ref，其中，转矩指令T_ref的初始值为0；

步骤4：获取所述永磁同步电机的转速和转矩反馈值T_fdb，根据转矩指令T_ref和所述转矩反馈值T_fdb调整dq轴电流夹角σ，并返回所述步骤1；

其中，每次循环中的转矩指令T_ref、转速n、dq轴电流指令i_{d_ref}和i_{q_ref}，组成所述恒电流变转矩表；

根据弱磁电压余量从所述三组dq轴电流值中选择一组，作为所述d轴电流指令和所述q轴电流指令，所述根据弱磁电压余量从所述三组dq轴电流值中选择一组，作为所述d轴电流指令和所述q轴电流指令，包括：

计算的幅值I_s，其中，

计算所述幅值I_s与所述永磁同步电机中允许流过的最小电流阈值I_set之间的差值，记为第一差值，并计算所述弱磁电压余量与弱磁电压阈值之间的差值，记为第二差值；

如果所述第一差值大于0，且所述第二差值大于0，则将分别作为所述d轴电流指令和所述q轴电流指令；

如果所述第一差值小于或等于0，且所述第二差值大于0，则将分别作为所述d轴电流指令和所述q轴电流指令；

如果所述第二差值小于或等于0，则将分别作为所述d轴电流指令和所述q轴电流指令。

2.如权利要求1所述的永磁同步电机的控制方法，其特征在于，所述根据转矩指令T_ref和转矩反馈值T_fdb调整dq轴电流夹角σ，包括：

判断T_ref与T_fdb之间的大小关系；

如果T_refT_fdb，则按照预设角度梯度Δσ增大dq轴电流夹角σ；

如果T_refT_fdb，则按照所述预设角度梯度Δσ减小dq轴电流夹角σ，直至T_ref＝T_fdb；

其中，如果dq轴电流夹角σ在0°到90°范围调整过程中，T_ref始终大于T_fdb，则停止所述恒电流变转矩表的标定。

3.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1-2中任一项所述的永磁同步电机的控制方法。

4.一种永磁同步电机的控制装置，其特征在于，包括：

电压余量计算模块，用于获取逆变器直流侧的电源电压和dq轴电压指令，根据所述电源电压和所述dq轴电压指令计算得到弱磁电压余量，根据如下公式计算得到所述弱磁电压余量：

其中，ΔU为所述弱磁电压余量，U_dc为逆变器直流侧的电源电压，u_d、u_q分别为d轴电压指令、q轴电压指令；

电流指令生成模块，用于获取转矩指令、永磁同步电机的转速和弱磁电压余量，并根据所述转矩指令、所述转速和所述弱磁电压余量生成d轴电流指令和q轴电流指令；

控制模块，用于根据所述d轴电流指令和所述q轴电流指令采用电流单闭环矢量控制技术对所述永磁同步电机进行控制；

所述电流指令生成模块，具体用于：

根据所述转矩指令和所述转速分别查找最大转矩电流比表、最大转矩电压比表和恒电流变转矩表，对应得到三组dq轴电流值和其中，所述恒电流变转矩表的标定步骤包括：

步骤1：根据所述永磁同步电机中允许流过的最小电流阈值I_set和dq轴电流夹角σ计算dq轴电流指令，其中，d轴电流指令i_{d_ref}＝-I_setcosσ，q轴电流指令i_{q_ref}＝I_setsinσ；

步骤2：采用电流单闭环矢量控制技术对所述永磁同步电机进行控制，以使d轴电流反馈值i_d与i_{d_ref}一致，q轴电流反馈值i_q与i_{q_ref}一致；

步骤3：按照预设转矩梯度ΔT_ref增大转矩指令T_ref，其中，转矩指令T_ref的初始值为0；

步骤4：获取所述永磁同步电机的转速和转矩反馈值T_fdb，根据转矩指令T_ref和所述转矩反馈值T_fdb调整dq轴电流夹角σ，并返回所述步骤1；

其中，每次循环中的转矩指令T_ref、转速n、dq轴电流指令i_{d_ref}和i_{q_ref}，组成所述恒电流变转矩表；

根据弱磁电压余量从所述三组dq轴电流值中选择一组，作为所述d轴电流指令和所述q轴电流指令；

所述电流指令生成模块根据弱磁电压余量从所述三组dq轴电流值中选择一组，作为所述d轴电流指令和所述q轴电流指令时，具体用于：

计算的幅值I_s，其中，

计算所述幅值I_s与所述永磁同步电机中允许流过的最小电流阈值I_set之间的差值，记为第一差值，并计算所述弱磁电压余量与弱磁电压阈值之间的差值，记为第二差值；

如果所述第一差值大于0，且所述第二差值大于0，则将分别作为所述d轴电流指令和所述q轴电流指令；

如果所述第一差值小于或等于0，且所述第二差值大于0，则将分别作为所述d轴电流指令和所述q轴电流指令；

如果所述第二差值小于或等于0，则将分别作为所述d轴电流指令和所述q轴电流指令。