專利名稱：永磁同步電機(jī)的矢量控制方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及永磁同步電機(jī)技術(shù)，尤其涉及永磁同步電機(jī)的矢量控制方法和裝置。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)、新型電機(jī)控制理論和稀土永磁材料的快速發(fā)展，永磁同步電動(dòng)機(jī)得以迅速的推廣應(yīng)用。永磁同步電動(dòng)機(jī)具有體積小，損耗低，效率高等優(yōu)點(diǎn)，在節(jié)約能源和環(huán)境保護(hù)日益受到重視的今天，對(duì)其研究就顯得非常必要。永磁同步電機(jī)的矢量控制技術(shù)可以使永磁同步電機(jī)獲得很好的瞬態(tài)響應(yīng)特性，實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載擾動(dòng)和給定值變化的快速響應(yīng)，因此獲得了廣泛的應(yīng)用。永磁同步電機(jī)的矢量控制技術(shù)是將實(shí)際的定子三相電流等效為轉(zhuǎn)子坐標(biāo)系下的d軸電流的實(shí)際值isd和q軸電流的實(shí)際值isq，并根據(jù)上述方法獲得d軸電流的給定值和q軸電流的給定值iS(；，經(jīng)過(guò)解耦控制，即通過(guò)PI調(diào)節(jié)使得isd = isd*> isq = is；,并采用isd = isd*> isq = is；時(shí)的電壓作為輸出電壓信號(hào)us。輸出電壓信號(hào)Us具有兩個(gè)分量，分別為Ustl和usd。在控制上，對(duì)Ustl和 Usd進(jìn)行空間矢量脈寬調(diào)制，使用調(diào)制后得到的開關(guān)信號(hào)控制牽引逆變器工作，將直流電源逆變?yōu)槿嘟涣麟娸斎氲接来磐诫姍C(jī)，驅(qū)動(dòng)永磁同步電機(jī)運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)永磁同步電機(jī)的矢量控制。在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過(guò)程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在如下問(wèn)題q軸電流的給定值iS(；是由給定電流控制信號(hào)i/和上述獲得的d軸電流的給定值 is；決定的。這樣所獲得的d軸電流的給定值和q軸電流的給定值iS(；與電機(jī)的轉(zhuǎn)矩沒有直接的關(guān)系，因此，現(xiàn)有技術(shù)可能會(huì)導(dǎo)致電機(jī)的轉(zhuǎn)矩不穩(wěn)定、魯棒性差等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種永磁同步電機(jī)的矢量控制方法和裝置，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單而方便地調(diào)節(jié)d軸電流和q軸電流，達(dá)到對(duì)永磁同步電機(jī)的有效控制，實(shí)現(xiàn)永磁同步電機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。本發(fā)明提供了一種永磁同步電機(jī)的矢量控制方法，包括將等效于轉(zhuǎn)子坐標(biāo)系下的d軸電流和q軸電流進(jìn)行解耦，通過(guò)PI調(diào)節(jié)獲得d軸電壓和q軸電壓，然后進(jìn)行空間矢量脈寬調(diào)制，使用調(diào)制后的PWM信號(hào)控制牽引逆變器以驅(qū)動(dòng)永磁同步電機(jī)運(yùn)行；作為解耦控制信號(hào)的d軸電流的給定值和q軸電流的給定值通過(guò)如下方法獲得將轉(zhuǎn)子的實(shí)際角速度信號(hào)與預(yù)先給定角速度信號(hào)進(jìn)行比較，對(duì)比較信號(hào)進(jìn)行PI 調(diào)節(jié)后，獲得轉(zhuǎn)子的給定轉(zhuǎn)矩；根據(jù)給定轉(zhuǎn)矩獲得d軸電流的初始給定值；根據(jù)實(shí)際角速度信號(hào)獲得d軸電流的調(diào)節(jié)值；根據(jù)d軸電流的初始給定值和d軸電流的調(diào)節(jié)值獲得d軸電流的給定值；根據(jù)給定轉(zhuǎn)矩和d軸電流的給定值獲得q軸電流的給定值。如上所述的永磁同步電機(jī)的矢量控制方法，所述根據(jù)給定轉(zhuǎn)矩獲得d軸電流的初始給定值包括將給定轉(zhuǎn)矩作為MTPA的輸入信號(hào)，MTPA的輸出信號(hào)即為d軸電流的初始給定值。如上所述的永磁同步電機(jī)的矢量控制方法，所述根據(jù)實(shí)際角速度信號(hào)獲得d軸電流的調(diào)節(jié)值包括當(dāng)電機(jī)實(shí)際角速度信號(hào)小于電機(jī)額定角速度信號(hào)時(shí)，d軸電流的調(diào)節(jié)值為0 ；當(dāng)電機(jī)實(shí)際角速度信號(hào)大于或等于電機(jī)額定角速度信號(hào)時(shí)，d軸電流的調(diào)節(jié)值與電機(jī)實(shí)際角速度信號(hào)成比例增加。所述的永磁同步電機(jī)的矢量控制方法，所述根據(jù)給定轉(zhuǎn)矩和d軸電流的給定值獲得q軸電流的給定值包括根據(jù)如下所述的轉(zhuǎn)矩公式獲得q軸電流的給定值
權(quán)利要求
1.一種永磁同步電機(jī)的矢量控制方法，包括將等效于轉(zhuǎn)子坐標(biāo)系下的d軸電流和q 軸電流進(jìn)行解耦，通過(guò)PI調(diào)節(jié)獲得d軸電壓和q軸電壓，然后進(jìn)行空間矢量脈寬調(diào)制，使用調(diào)制后的PWM信號(hào)控制牽引逆變器以驅(qū)動(dòng)永磁同步電機(jī)運(yùn)行；其特征在于作為解耦控制信號(hào)的d軸電流的給定值和q軸電流的給定值通過(guò)如下方法獲得 將轉(zhuǎn)子的實(shí)際角速度信號(hào)與預(yù)先給定角速度信號(hào)進(jìn)行比較，對(duì)比較信號(hào)進(jìn)行PI調(diào)節(jié)后，獲得轉(zhuǎn)子的給定轉(zhuǎn)矩；根據(jù)給定轉(zhuǎn)矩獲得d軸電流的初始給定值； 根據(jù)實(shí)際角速度信號(hào)獲得d軸電流的調(diào)節(jié)值；根據(jù)d軸電流的初始給定值和d軸電流的調(diào)節(jié)值獲得d軸電流的給定值； 根據(jù)給定轉(zhuǎn)矩和d軸電流的給定值獲得q軸電流的給定值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁同步電機(jī)的矢量控制方法，其特征在于 所述根據(jù)給定轉(zhuǎn)矩獲得d軸電流的初始給定值包括將給定轉(zhuǎn)矩作為MTPA的輸入信號(hào)，MTPA的輸出信號(hào)即為d軸電流的初始給定值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的永磁同步電機(jī)的矢量控制方法，其特征在于 所述根據(jù)實(shí)際角速度信號(hào)獲得d軸電流的調(diào)節(jié)值包括當(dāng)電機(jī)實(shí)際角速度信號(hào)小于電機(jī)額定角速度信號(hào)時(shí)，d軸電流的調(diào)節(jié)值為0 ； 當(dāng)電機(jī)實(shí)際角速度信號(hào)大于或等于電機(jī)額定角速度信號(hào)時(shí)，d軸電流的調(diào)節(jié)值與電機(jī)實(shí)際角速度信號(hào)成比例增加。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的永磁同步電機(jī)的矢量控制方法，其特征在于 所述根據(jù)給定轉(zhuǎn)矩和d軸電流的給定值獲得q軸電流的給定值包括根據(jù)如下所述的轉(zhuǎn)矩公式獲得q軸電流的給定值Te = — Pn[isq ψ廣(,La-Lq) isq isd ]其中，τ；為給定轉(zhuǎn)矩、Pn為所述永磁同步電機(jī)的極對(duì)數(shù)、is；為q軸電流的給定值、Vf 為所述永磁同步電機(jī)的永磁體磁鏈、Ld為d軸電感、Ltl為q軸電感、為d軸電流的給定值。
5.一種永磁同步電機(jī)的矢量控制裝置，包括通過(guò)信號(hào)連接起來(lái)的d軸電流控制模塊、q 軸電流控制模塊、解耦模塊、調(diào)制模塊、牽引逆變器和檢測(cè)模塊；其特征在于所述d軸電流控制模塊包括轉(zhuǎn)矩獲得單元，用于將檢測(cè)模塊檢測(cè)到的永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子的實(shí)際角速度信號(hào)與預(yù)先給定角速度信號(hào)進(jìn)行比較，對(duì)比較信號(hào)進(jìn)行PI調(diào)節(jié)后，獲得轉(zhuǎn)子的給定轉(zhuǎn)矩； 初始給定值獲得單元，用于根據(jù)給定轉(zhuǎn)矩獲得d軸電流的初始給定值； 調(diào)節(jié)值獲得單元，用于根據(jù)實(shí)際角速度信號(hào)獲得d軸電流的調(diào)節(jié)值； 給定值獲得單元，用于將d軸電流的初始給定值和d軸電流的調(diào)節(jié)值相加獲得d軸電流的給定值；所述q軸電流控制模塊包括給定值獲得單元，用于根據(jù)給定轉(zhuǎn)矩和d軸電流的給定值獲得q軸電流的給定值。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種永磁同步電機(jī)的矢量控制方法和裝置。方法包括將等效于轉(zhuǎn)子坐標(biāo)系下的d軸電流和q軸電流解耦，通過(guò)PI調(diào)節(jié)獲得d軸電壓和q軸電壓，進(jìn)行空間矢量脈寬調(diào)制，用調(diào)制后的信號(hào)控制牽引逆變器以驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行；作為解耦控制信號(hào)的d軸電流的給定值和q軸電流的給定值通過(guò)如下方法獲得將轉(zhuǎn)子實(shí)際角速度信號(hào)與預(yù)先給定角速度信號(hào)進(jìn)行比較，對(duì)比較信號(hào)進(jìn)行PI調(diào)節(jié)后，獲得轉(zhuǎn)子的給定轉(zhuǎn)矩；根據(jù)給定轉(zhuǎn)矩獲得d軸電流的初始給定值；根據(jù)實(shí)際角速度信號(hào)獲得d軸電流的調(diào)節(jié)值；根據(jù)d軸電流的初始給定值和d軸電流的調(diào)節(jié)值獲得d軸電流的給定值；然后根據(jù)給定轉(zhuǎn)矩和d軸電流的給定值獲得q軸電流的給定值。
文檔編號(hào)H02P21/14GK102386834SQ20101026885
公開日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2010年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月27日
發(fā)明者宋春龍, 梁培志, 蔡賓鋒, 陳振強(qiáng), 陳振鋒 申請(qǐng)人:永濟(jì)新時(shí)速電機(jī)電器有限責(zé)任公司