[发明专利]一种基于矢量控制的永磁同步电机控制器及控制方法

权利要求书

1.一种基于矢量控制的永磁同步电机控制器，为具有速度环和电流环的双闭环控制器；其特征在于：包括模拟速度设定装置、交流三相输入、旋转变压器、智能功率驱动模块、控制模块，以及分别与控制模块相连接模拟调理电路、三相电流采用调理电路、电平转换模块、具有励磁功能的解码装置；其中，模拟速度设定装置经过模拟调理电路与控制模块相连接；交流三相输入经过三相电流采用调理电路与控制模块相连接；旋转变压器经过具有励磁功能的解码装置与控制模块相连接；智能功率驱动模块经过电平转换模块与控制模块相连接，且智能功率驱动模块与电平转换模块之间通过两条单向数据通信链路，其中，一条单向数据通信链路由电平转换模块指向智能功率驱动模块，另一条单向数据通信链路由智能功率驱动模块指向电平转换模块。

2.根据权利要求1所述一种基于矢量控制的永磁同步电机控制器，其特征在于：还包括与所述控制模块相连接的RS422通信接口。

3.根据权利要求2所述一种基于矢量控制的永磁同步电机控制器，其特征在于：还包括光耦隔离模块，所述RS422通信接口经过光耦隔离模块与所述控制模块相连接。

4.根据权利要求1所述一种基于矢量控制的永磁同步电机控制器，其特征在于：还包括故障指示灯装置和光源驱动电路，故障指示灯装置经过光源驱动电路与所述控制模块相连接。

5.根据权利要求4所述一种基于矢量控制的永磁同步电机控制器，其特征在于：还包括温度检测电路和温度采样运放电路，温度检测电路经过温度采样运放电路与所述控制模块相连接；所述故障指示灯装置包括过热故障指示灯和超温故障指示灯，过热故障指示灯和超温故障指示灯分别经过所述光源驱动电路与所述控制模块相连接。

6.根据权利要求5所述一种基于矢量控制的永磁同步电机控制器，其特征在于：还包括第一线性光耦隔离模块，所述温度检测电路依次经过第一线性光耦隔离模块、温度采样运放电路与所述控制模块相连接。

7.根据权利要求4至6中任意一项所述一种基于矢量控制的永磁同步电机控制器，其特征在于：还包括母线电压采样电路和母线电压采样运放电路，母线电压采样电路经过母线电压采样运放电路与所述控制模块相连接；所述故障指示灯装置包括欠压故障指示灯、过压故障指示灯、过载故障指示灯和过流故障指示灯，欠压故障指示灯、过压故障指示灯、过载故障指示灯和过流故障指示灯分别经过所述光源驱动电路与所述控制模块相连接。

8.根据权利要求7所述一种基于矢量控制的永磁同步电机控制器，其特征在于：还包括第二线性光耦隔离模块，所述母线电压采样电路依次经过第二线性光耦隔离模块、母线电压采样运放电路与所述控制模块相连接。

9.根据权利要求1所述一种基于矢量控制的永磁同步电机控制器，其特征在于：所述智能功率驱动模块与电平转换模块之间的两条单向数据通信链路均为单向数据信号隔离链路。

10.一种针对权利要求1至9中任意所述一种基于矢量控制的永磁同步电机控制器的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤001.获得当前电机转速和当前转子位置角，并进入步骤002；

步骤002.根据设定电机转速和当前电机转速，进行速度环PI计算，获得旋转坐标系交轴设定电流值，并进入步骤003；

步骤003.获得永磁同步电机的当前三相电流值，并根据当前转子位置角，将永磁同步电机的当前三相电流值转换为当前旋转坐标系直轴电流值和当前旋转坐标系交轴电流值，并进入步骤004；

步骤004.分别获得当前旋转坐标系直轴电流值与预设旋转坐标系直轴电流值之间的误差值，以及当前旋转坐标系交轴电流值与旋转坐标系交轴设定电流值之间的误差值，并将该两个误差值输入电流环，进行电流环PI计算，获得旋转坐标系直轴电压值和旋转坐标系交轴电压值，并进入步骤005；

步骤005.将旋转坐标系直轴电压值和旋转坐标系交轴电压值，转换至静止坐标系下的正交电压值，并针对该正交电压值进行反变换获得永磁同步电机三相设定电压值，然后进入步骤006；

步骤006.根据永磁同步电机三相设定电压值，通过PWM占空比方法获得永磁同步电机设定电压矢量，输送至永磁同步电机进行控制，针对永磁同步电机实现最大转矩输出。