原理，可 W計(jì)算出當(dāng)前旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系直軸電流值與當(dāng)前旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系交軸電流值，并通過PI計(jì)算調(diào)節(jié) 使當(dāng)前實(shí)際值與設(shè)定值基本相等，即可實(shí)現(xiàn)永磁同步電機(jī)的矢量控制。
[0044] 如圖2所示，基于上述設(shè)計(jì)，本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)計(jì)針對基于矢量控制的永磁同步電 機(jī)控制器的控制方法，包括如下步驟：
[0045] 步驟001.通過旋轉(zhuǎn)變壓器經(jīng)AD2S1200解碼裝置獲得當(dāng)前電機(jī)轉(zhuǎn)速和當(dāng)前轉(zhuǎn)子位 置角，并進(jìn)入步驟002;
[0046] 步驟002.根據(jù)設(shè)定電機(jī)轉(zhuǎn)速和當(dāng)前電機(jī)轉(zhuǎn)速，進(jìn)行速度環(huán)PI計(jì)算，獲得旋轉(zhuǎn)坐標(biāo) 系交軸設(shè)定電流值Iq@，并進(jìn)入步驟003 ;
[0047] 步驟003.獲得永磁同步電機(jī)的當(dāng)前^相電流值Ia、le、Ic,并根據(jù)當(dāng)前轉(zhuǎn)子位置 角，將永磁同步電機(jī)的當(dāng)前；相電流值Ia、le、I躬換為當(dāng)前旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系直軸電流值I口 當(dāng)前旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系交軸電流值Iq并進(jìn)入步驟004;
[0048] 步驟004.分別獲得當(dāng)前旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系直軸電流值Id^與預(yù)設(shè)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系直軸電流 值14@之間的誤差值，^及當(dāng)前旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系交軸電流值1。^與旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系交軸設(shè)定電流值Iq S之間的誤差值，并將該兩個誤差值輸入電流環(huán)，進(jìn)行電流環(huán)PI計(jì)算，獲得旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系直軸 電壓值Ud和旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系交軸電壓值U。，并進(jìn)入步驟005;
[0049]步驟005.將旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系直軸電壓值Ud和旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系交軸電壓值U。，轉(zhuǎn)換至靜止 坐標(biāo)系下的正交電壓值U。和UP，并針對該正交電壓值U。和UP，進(jìn)行反變換獲得永磁同步 電機(jī)S相設(shè)定電壓值，然后進(jìn)入步驟006 ;
[0050] 步驟006.根據(jù)永磁同步電機(jī)=相設(shè)定電壓值，通過PWM占空比方法獲得永磁同步 電機(jī)設(shè)定電壓矢量，輸送至永磁同步電機(jī)進(jìn)行控制，針對永磁同步電機(jī)實(shí)現(xiàn)最大轉(zhuǎn)矩輸出。
[0051]本發(fā)明所設(shè)計(jì)針對基于矢量控制的永磁同步電機(jī)控制器的控制方法，在設(shè)計(jì)過程 中，整個控制過程是一個多時基定時的一步事件體系，除了對串口進(jìn)行掃描并判斷命令的 主程序外，包括控制程序在內(nèi)的多個程序模塊都是W定時器中斷方式調(diào)用的，并且考慮到 PWM的發(fā)生、電流采集和位置檢測都是用中斷實(shí)現(xiàn)，為了盡量避免多個事件在同一時刻對控 制模塊TMS320F2812,發(fā)出中斷請求而造成競爭冒險，因此設(shè)計(jì)控制周期與PWM載波周期之 間沒有倍數(shù)關(guān)系。具體的采用IOOus作為控制周期，采用11. 5KHZ作為PWM的載波頻率，采 用87US作為電流和轉(zhuǎn)子位置采集的周期，電機(jī)轉(zhuǎn)速的計(jì)算則是每10個控制周期Ims計(jì)算 一次。
[0052] 綜上，本發(fā)明所設(shè)計(jì)針對基于矢量控制的永磁同步電機(jī)控制器的控制方法，基于 本發(fā)明所設(shè)計(jì)的永磁同步電機(jī)控制器，采用全數(shù)字化處理技術(shù)，引入先進(jìn)的空間矢量解禪 控制算法，并結(jié)合改進(jìn)型PI控制策略，針對永磁同步電機(jī)進(jìn)行實(shí)時磁場定向控制，始終保 持了最大轉(zhuǎn)矩輸出，并且集成了溫度檢測、電壓檢測、電流檢測、缺相保護(hù)、過載保護(hù)和功率 故障檢測功能，有效提高了永磁同步電機(jī)在實(shí)際應(yīng)用中安全可靠性及工作效率，具有控制 精度高的優(yōu)點(diǎn)。
[0053] 上面結(jié)合說明書附圖針對本發(fā)明的實(shí)施方式作了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明并不限于 上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可W在不脫離本發(fā)明宗旨 的前提下做出各種變化。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于矢量控制的永磁同步電機(jī)控制器，為具有速度環(huán)和電流環(huán)的雙閉環(huán)控制 器；其特征在于：包括模擬速度設(shè)定裝置、交流三相輸入、旋轉(zhuǎn)變壓器、智能功率驅(qū)動模塊、 控制模塊，以及分別與控制模塊相連接模擬調(diào)理電路、三相電流采用調(diào)理電路、電平轉(zhuǎn)換模 塊、具有勵磁功能的解碼裝置；其中，模擬速度設(shè)定裝置經(jīng)過模擬調(diào)理電路與控制模塊相連 接；交流三相輸入經(jīng)過三相電流采用調(diào)理電路與控制模塊相連接；旋轉(zhuǎn)變壓器經(jīng)過具有勵 磁功能的解碼裝置與控制模塊相連接；智能功率驅(qū)動模塊經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換模塊與控制模塊相 連接，且智能功率驅(qū)動模塊與電平轉(zhuǎn)換模塊之間通過兩條單向數(shù)據(jù)通信鏈路，其中，一條單 向數(shù)據(jù)通信鏈路由電平轉(zhuǎn)換模塊指向智能功率驅(qū)動模塊，另一條單向數(shù)據(jù)通信鏈路由智能 功率驅(qū)動模塊指向電平轉(zhuǎn)換模塊。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于矢量控制的永磁同步電機(jī)控制器，其特征在于：還包 括與所述控制模塊相連接的RS422通信接口。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述一種基于矢量控制的永磁同步電機(jī)控制器，其特征在于：還包 括光耦隔離模塊，所述RS422通信接口經(jīng)過光耦隔離模塊與所述控制模塊相連接。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于矢量控制的永磁同步電機(jī)控制器，其特征在于：還包 括故障指示燈裝置和光源驅(qū)動電路，故障指示燈裝置經(jīng)過光源驅(qū)動電路與所述控制模塊相 連接。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述一種基于矢量控制的永磁同步電機(jī)控制器，其特征在于：還包 括溫度檢測電路和溫度采樣運(yùn)放電路，溫度檢測電路經(jīng)過溫度采樣運(yùn)放電路與所述控制模 塊相連接；所述故障指示燈裝置包括過熱故障指示燈和超溫故障指示燈，過熱故障指示燈 和超溫故障指示燈分別經(jīng)過所述光源驅(qū)動電路與所述控制模塊相連接。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述一種基于矢量控制的永磁同步電機(jī)控制器，其特征在于：還包 括第一線性光耦隔離模塊，所述溫度檢測電路依次經(jīng)過第一線性光耦隔離模塊、溫度采樣 運(yùn)放電路與所述控制模塊相連接。7. 根據(jù)權(quán)利要求4至6中任意一項(xiàng)所述一種基于矢量控制的永磁同步電機(jī)控制器，其 特征在于：還包括母線電壓采樣電路和母線電壓采樣運(yùn)放電路，母線電壓采樣電路經(jīng)過母 線電壓采樣運(yùn)放電路與所述控制模塊相連接；所述故障指示燈裝置包括欠壓故障指示燈、 過壓故障指示燈、過載故障指示燈和過流故障指示燈，欠壓故障指示燈、過壓故障指示燈、 過載故障指示燈和過流故障指示燈分別經(jīng)過所述光源驅(qū)動電路與所述控制模塊相連接。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述一種基于矢量控制的永磁同步電機(jī)控制器，其特征在于：還包 括第二線性光耦隔離模塊，所述母線電壓采樣電路依次經(jīng)過第二線性光耦隔離模塊、母線 電壓采樣運(yùn)放電路與所述控制模塊相連接。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于矢量控制的永磁同步電機(jī)控制器，其特征在于：所述 智能功率驅(qū)動模塊與電平轉(zhuǎn)換模塊之間的兩條單向數(shù)據(jù)通信鏈路均為單向數(shù)據(jù)信號隔離 鏈路。10. -種針對權(quán)利要求1至9中任意所述一種基于矢量控制的永磁同步電機(jī)控制器的 控制方法，其特征在于，包括如下步驟： 步驟001.獲得當(dāng)前電機(jī)轉(zhuǎn)速和當(dāng)前轉(zhuǎn)子位置角，并進(jìn)入步驟002 ; 步驟002.根據(jù)設(shè)定電機(jī)轉(zhuǎn)速和當(dāng)前電機(jī)轉(zhuǎn)速，進(jìn)行速度環(huán)PI計(jì)算，獲得旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系交 軸設(shè)定電流值，并進(jìn)入步驟003 ; 步驟003.獲得永磁同步電機(jī)的當(dāng)前三相電流值，并根據(jù)當(dāng)前轉(zhuǎn)子位置角，將永磁同步 電機(jī)的當(dāng)前三相電流值轉(zhuǎn)換為當(dāng)前旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系直軸電流值和當(dāng)前旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系交軸電流值， 并進(jìn)入步驟004 ; 步驟004.分別獲得當(dāng)前旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系直軸電流值與預(yù)設(shè)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系直軸電流值之間的 誤差值，以及當(dāng)前旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系交軸電流值與旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系交軸設(shè)定電流值之間的誤差值，并 將該兩個誤差值輸入電流環(huán)，進(jìn)行電流環(huán)PI計(jì)算，獲得旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系直軸電壓值和旋轉(zhuǎn)坐標(biāo) 系交軸電壓值，并進(jìn)入步驟005 ; 步驟005.將旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系直軸電壓值和旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系交軸電壓值，轉(zhuǎn)換至靜止坐標(biāo)系下 的正交電壓值，并針對該正交電壓值進(jìn)行反變換獲得永磁同步電機(jī)三相設(shè)定電壓值，然后 進(jìn)入步驟006 ; 步驟006.根據(jù)永磁同步電機(jī)三相設(shè)定電壓值，通過PWM占空比方法獲得永磁同步電機(jī) 設(shè)定電壓矢量，輸送至永磁同步電機(jī)進(jìn)行控制，針對永磁同步電機(jī)實(shí)現(xiàn)最大轉(zhuǎn)矩輸出。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于矢量控制的永磁同步電機(jī)控制器，結(jié)合智能功率驅(qū)動模塊，引入強(qiáng)弱電隔離技術(shù)構(gòu)建控制器硬件結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的全數(shù)字化、智能化和小型化特點(diǎn)，而且所設(shè)計(jì)永磁同步電機(jī)控制器集成了溫度檢測、電壓檢測、電流檢測、缺相保護(hù)、過載保護(hù)和功率故障檢測結(jié)構(gòu)，有效提高了實(shí)際應(yīng)用中安全可靠性及工作效率，具有控制精度高優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明涉及針對基于矢量控制的永磁同步電機(jī)控制器的控制方法，基于本發(fā)明所設(shè)計(jì)的永磁同步電機(jī)控制器，采用全數(shù)字化處理技術(shù)，引入先進(jìn)的空間矢量解耦控制算法，并結(jié)合改進(jìn)型PI控制策略，針對永磁同步電機(jī)進(jìn)行實(shí)時磁場定向控制，始終保持了最大轉(zhuǎn)矩輸出。
【IPC分類】H02P21/18, H02P25/02
【公開號】CN105337548
【申請?zhí)枴緾N201510819383
【發(fā)明人】黃福良, 徐悅婷, 張行峰
【申請人】南京金龍新能源汽車研究院有限公司
【公開日】2016年2月17日
【申請日】2015年11月23日