[发明专利]马达驱动器的控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种马达驱动器的控制系统及其控制方法，尤其涉及一种结合弱磁控制模块与每安培电流最大转矩控制器而运算出d轴电流命令与q轴电流命令的马达驱动器的控制系统。

背景技术

一般而言，现有的马达驱动器是依据q轴座标的定子电流所产生的磁通与d轴座标上的转子磁通交互作用，藉以对马达的向量进行控制，其中，马达在运转时所产生的反电动势与转速成正比，当转速上升而电压不足以克服三相交流马达所产生的反电动势时，会造成马达在高速运转的范围上有所限制，因而现有的马达驱动器会通过弱磁控制的方式来调整d轴电流，以降低转子磁通而克服高速下所产生的反电动势，藉以提升运转速度的范围。

请参阅图1，图1显示本发明先前技术的并转矩区与定功率区的波形示意图，如图1所示，除了上述弱磁控制方式外，现有技术还会采用每安培电流最大转矩(Maximum Torque Per Ampere；MTPA)的控制方式，而以现有的马达驱动器的控制方式来说，主要分为定转矩区与定功率区的控制，其中定转矩区是采用上述的每安培电流最大转矩的控制方式，定功率区则是采用弱磁控制的方式，然而，现有技术受限于电路架构的设计，因此一般仅能采用其中一种控制方式，但在电动车的马达控制中，马达必须操作在定转矩区与定功率区两个区域，但以现有技术来说，两个控制方式如何平稳的转换，尚未进行探讨，因此现有技术仍具备改善的空间。

发明内容

有鉴于现有技术的马达驱动控制器采用每安培电流最大转矩控制与弱磁控制，因而普遍具有在电动车领域无法确实使用的问题。缘此，本发明的目的在于提供一种马达驱动器的控制系统，主要是设有每安培电流最大转矩 (Maximum Torque Per Ampere；MTPA)控制模块与弱磁控制模块，以达到可采用两种控制方式而解决上述的问题。

基于上述目的，本发明所采用的主要技术手段是提供一种马达驱动器的控制系统，包含一交流电源供应模块、一马达、一驱动运算器、一弱磁控制模块、一每安培电流最大转矩(Maximum Torque Per Ampere；MTPA)控制器以及一电流运算模块。交流电源供应模块用以产生一三相输入电源，马达电性连接于交流电源供应模块，并接收三相输入电源处于一运作状态，且马达在运作状态时具有一运转速度。驱动运算器系电性连接于马达，用以依据运转速度与一速度命令运算出一限制电流，弱磁控制模块用以提供一d轴弱磁电流值，每安培电流最大转矩控制器电性连接于驱动运算器，用以依据限制电流运算出一d轴电流额定值。电流运算模块电性连接于弱磁控制模块与每安培电流最大转矩控制器，用以依据d轴电流额定值与d轴弱磁电流值运算出一d轴电流命令，并将d轴电流命令传送至每安培电流最大转矩控制器。其中，在每安培电流最大转矩控制器接收到d轴电流命令后，依据d轴电流命令与限制电流运算出一q轴电流命令。

其中，上述马达驱动器的控制系统的附属技术手段的较佳实施例中，电流命令运算模块为一第一加法器，第一加法器电性连接于每安培电流最大转矩控制器，用以加总d轴电流额定值与d轴弱磁电流值而运算出d轴电流命令。此外，更包含一相量控制模块，电性连接于电流命令运算模块与每安培电流最大转矩控制器，藉以依据d轴电流命令运算出一d轴电压命令，并依据q轴电流命令运算出一q轴电压命令。另外，更包含一空间向量调变模块，电性连接于相量控制模块与交流电源供应模块，藉以依据d轴电压命令与q轴电压命令控制交流电源供应模块。

上述马达驱动器的控制系统的附属技术手段的较佳实施例中，相量控制模块电性连接于马达与交流电源供应模块，并包含包含一第一减法器、一d轴电流控制器、一第二减法器、一q轴电流控制器、一电压解耦补偿器、一第二加法器以及一第三加法器，第一减法器电性连接于电流命令运算模块，用以依据d轴电流命令与交流电源供应模块所反馈的一d轴反馈电流运算出一d轴运算电流，d轴电流控制器电性连接于第一减法器，用以依据d轴运算电流运算出一d轴运算电压，第二减法器电性连接于每安培电流最大转矩控制器，用以依 据q轴电流命令与交流电源供应模块所反馈的一q轴反馈电流运算出一q轴运算电流，q轴电流控制器电性连接于第二减法器，用以依据q轴运算电流运算出一q轴运算电压。电压解耦补偿器提供一电压补偿值，第二加法器电性连接于d轴电流控制器与电压解耦补偿器，用以依据d轴运算电压与电压补偿值运算出d轴电压命令，第三加法器电性连接于q轴电流控制器与电压解耦补偿器，用以依据q轴运算电压与电压补偿值运算出q轴电压命令。