。
[0034] 由上式可見，經(jīng)過坐標(biāo)變換后，永磁同步電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩公式獲得了和直流電動 機(jī)轉(zhuǎn)矩一樣的表達(dá)式，所W通過檢測定制繞組電流和轉(zhuǎn)子位置角度，根據(jù)帕克變換原理，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。
[0035] 如圖2所示，基于上述設(shè)計(jì)，本實(shí)用新型進(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：
[0036] 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;
[0037] 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設(shè)，并進(jìn)入步驟003;
[003引步驟003.獲得永磁同步電機(jī)的當(dāng)前S相電流值14、16、山并根據(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、Ib、Ic轉(zhuǎn)換為當(dāng)前旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系直軸電流值I檔和當(dāng)前 旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系交軸電流值I檔，并進(jìn)入步驟004;
[0039]步驟004.分別獲得當(dāng)前旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系直軸電流值I擋與預(yù)設(shè)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系直軸電流值 Id設(shè)之間的誤差值，W及當(dāng)前旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系交軸電流值Iq當(dāng)與旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系交軸設(shè)定電流值Iq設(shè)之 間的誤差值，并將該兩個(gè)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Uq，并進(jìn)入步驟005;
[0040] 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Uq，轉(zhuǎn)換至靜止坐 標(biāo)系下的正交電壓值Ua和化，并針對該正交電壓值Ua和化，進(jìn)行反變換獲得永磁同步電機(jī)= 相設(shè)定電壓值，然后進(jìn)入步驟006;
[0041] 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。
[0042] 本實(shí)用新型所設(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(gè)控制過程是一個(gè)多時(shí)基定時(shí)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(gè)程序模塊都是W定時(shí)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(gè)事件在同一時(shí)刻 對控制模塊TMS320F2812,發(fā)出中斷請求而造成競爭冒險(xiǎn)，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. SIfflz作為HVM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(gè)控制周期Ims計(jì)算 一次。
[0043] 綜上，本實(shí)用新型所設(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， 基于本實(shí)用新型所設(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(shí)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)。
[0044] 上面結(jié)合說明書附圖針對本實(shí)用新型的實(shí)施方式作了詳細(xì)說明，但是本實(shí)用新型 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 實(shí)用新型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。
【專利摘要】本實(shí)用新型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)。
【IPC分類】H02P21/18, H02P25/02
【公開號】CN205212742
【申請?zhí)枴緾N201520938356
【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5月4日
【申請日】2015年11月23日