[发明专利]永磁同步电机的控制方法、系统、介质及终端

说明书

本发明提供一种永磁同步电机的控制方法、系统、介质及终端；所述方法包括以下步骤：将永磁同步电机的预设转速与实时转速做差，并将差值输入至PI调节器；确定实时三相电压对应电压矢量的幅角及电压矢量所在的扇区；计算得到瞬时有功功率实际值和瞬时无功功率实际值；建立优化开关矢量表；从优化开关矢量表中选择相应的电压矢量组，并根据电压矢量组获取控制信号，以实现控制功能；本发明可直接从开关矢量表中选择合适的空间电压矢量实现对瞬时功率直接控制，进而达到调速的目的，在有功功率稳态波动得到显著减小的同时，无功功率的稳态波动也得到明显地抑制，进而转矩稳态波动也得到抑制，系统的控制性能得以改善，达到节能的目的。

技术领域

本发明属于电机控制领域，特别是涉及一种永磁同步电机的控制方法、系统、介质及终端。

背景技术

永磁同步电机是由永磁体励磁产生同步旋转磁场的同步电机，永磁体作为转子产生旋转磁场，三相定子绕组在旋转磁场作用下通过电枢反应，感应三相对称电流；当转子动能转化为电能，永磁同步电机作发电机用；此外，当定子侧通入三相对称电流，由于三相定子在空间位置上相差120，所以三相定子电流在空间中产生旋转磁场，转子旋转磁场中受到电磁力作用运动，此时电能转化为动能，永磁同步电机作电动机用。

永磁同步电机由于具有较高的转矩密度、功率密度、高效率、调速范围宽及噪声低的优点，被广泛应用于交通运输、压缩机、风力发电等领域，其高性能控制方案主要有直接转矩控制和矢量控制；其中，直接转矩控制策略具有控制结构简单、无复杂的坐标变换、鲁棒性好、电机参数依赖性小等优点，但是，由于它是以快速性为主要目标，常把定子磁链控制为常量，这样在低负载时，定子磁链会显得太大，不利于节能，输入功率因数也较低；矢量控制是采用基于电网电压定向的空间电压矢量合成的控制方法，需clack变换(clack变换是指将定子的a、b、c三相电流投影到静止的αβ两相坐标系下)、park坐标变换(Park'sTransformation，派克变换，也译作帕克变换，是目前分析同步电动机运行最常用的一种坐标变换，派克变换将定子的a、b、c三相电流投影到随着转子旋转的直轴(d轴)，交轴(q轴)与垂直于dq平面的零轴(0轴)上去，从而实现了对定子电感矩阵的对角化，即abc坐标系变换到dq坐标系)、park坐标逆变换(park坐标变换的逆运算)、多个PI调节器和复杂的调制策略，很多负载大部分时间处于稳态工作，这样的系统对动态性能要求不高，而对稳态运行时的节能有较大需求；目前，节能是我国的主要国策，研究一种既有直接转矩控制那样控制简单、计算简便而又能节能的控制方法就显得十分重要。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种永磁同步电机的控制方法、系统、介质及终端，用于解决现有技术中对永磁同步电机的控制存在操作复杂、耗能的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种永磁同步电机的控制方法，包括以下步骤：获取永磁同步电机的实时转速及在两相静止坐标系下所述永磁同步电机的实时三相电压和实时三相电流；将所述永磁同步电机的预设转速与所述实时转速做差，并将差值输入至PI调节器，将所述PI调节器的输出作为瞬时有功功率预设值；瞬时无功功率预设值记为零；根据所述实时三相电压确定所述实时三相电压对应电压矢量的幅角，并根据所述幅角确定所述电压矢量所在的扇区；根据所述实时三相电压和所述实时三相电流，计算得到瞬时有功功率实际值和瞬时无功功率实际值；根据所述瞬时有功功率预设值、所述瞬时无功功率预设值、所述瞬时有功功率实际值、所述瞬时无功功率实际值及所述扇区，建立优化开关矢量表；从所述优化开关矢量表中选择相应的电压矢量组，并根据所述电压矢量组获取控制信号，以实现控制功能。

于本发明的一实施例中，获取永磁同步电机的实时转速包括以下步骤：建立所述永磁同步电机在所述两相静止坐标系下的电压方程及反电动势方程；所述电压方程为：

所述反电动势方程为：