[发明专利]一种永磁同步电机双闭环控制系统

权利要求书

1.一种永磁同步电机双闭环控制系统，其特征在于，该控制系统为双闭环结构，该双闭环结构可根据需要设置为转速、电流双闭环结构或转矩、电流双闭环结构；所述的控制系统采用DSP作为核心CPU，对转子磁场定向矢量控制、SVPWM调制，转子磁场检测、双闭环控制结构及PID算法进行了模块化的编程实现，该控制系统的运行步骤如下：

1)根据电机控制命令与电机运行状态检测信号确定电机的命令信号；

2)调用转子位置检测模块，产生数字转换器的工作时钟，同时转子位置检测模块对接受到的数字转换器输出的转子位置信号进行处理，获得转子位置和转子转速信号供转子磁场定向矢量控制使用；

3)调用A/D转换模块，A/D转换模块将检测的定子电流、直流母线电压、转矩反馈、转速反馈及功率模块温度模拟信号转换成数字信号，并进行滤波处理；

4)进入转矩闭环，调用转矩控制器；

5)进入转速闭环，调用转速控制器，进入电流闭环，调解器将电机的d轴和q轴的电压控制信号送入DSP；

6)DSP产生的六路PWM控制信号送入驱动电路，经驱动电路驱动后接入三相逆变主电路中六个功率开关器件的门极，产生三相电压频率可调的控制电压源给永磁电机供电，实现永磁同步电机高速、高精度的闭环伺服控制。

2.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机双闭环控制系统，其特征在于，所述的双闭环控制系统可以根据应用需要确定外环是转速环还是转矩环，也可以将转速和转矩闭环并联，根据生产工艺要求进行切换；

3.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机双闭环控制系统，其特征在于，所述的步骤1)中的电机运行命令信号包括运行、停止和转向。

4.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机双闭环控制系统，其特征在于，所述的步骤2)具体为，转子位置检测模块完成两部分功能，一是产生AD2S1200的工作时钟，二是接受AD2S1200输出的3.3V的转子位置信号，进行处理、获得转子位置和转子转速信号，供转子磁场定向矢量控制使用。

5.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机双闭环控制系统，其特征在于，所述的步骤3)具体为，基于DSP的AD转换模块将检测的定子电流、直流母线电压、转矩反馈、转速反馈、功率模块温度等模拟信号转换成数字信号，并进行滤波处理；其中转换后的定子电流需进行坐标变换，产生d、q轴的电流反馈信号，从而构成电流闭环控制，转换后的转矩反馈、转速反馈用来构成转矩、转速闭环；转换后的直流母线电压、功率模块温度等信号用来对电机及驱动控制器进行保护。

6.根据权利要求5所述的一种永磁同步电机双闭环控制系统，其特征在于，所述的坐标变换包括PARK变换和CLARK变换。

7.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机双闭环控制系统，其特征在于，所述的步骤5)中的电流闭环分为d轴电流闭环和q轴电流闭环，d轴和q轴的电流调解器分别为增量式PID调解器。

8.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机双闭环控制系统，其特征在于，所述的步骤6)具体为，首先经过PARK逆变换将电机的d轴和q轴的电压控制信号变换为静止坐标系α、β轴下的电压信号；然后计算参数X、Y、Z，确定电压向量所属扇区，根据所属扇区计算导通时间，确定PWM占空比，更新PWM比较寄存器，最终由DSP输出三相逆变器六个功率开关的控制信号。