[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

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于矢量控制的永磁同步电机控制器及控制方法，属于电机设计控制技术领域。

背景技术

近年来基于永磁同步电机的功率驱动系统开始广泛应用于快速、精确的工业驱动控制领域，并且功率越来越大，以及要求其具有动态特性优良，转动惯量和时间常数较小，运行可靠，维护方便等特点。但是现有的永磁同步电机控制器，无法实现上述特点，因此，现有市场上需要一台能满足上述技术特点的永磁同步电机控制器，用以提高实际应用中的工作效率。

发明内容

针对上述技术问题，本发明所要解决的技术问题是提供一种采用全数字化设计，具有体积小、质量轻、控制精度高优点，能够有效提高实际应用中安全可靠性及工作效率的基于矢量控制的永磁同步电机控制器。

本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了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；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。

作为本发明的一种优选技术方案：还包括与所述控制模块相连接的RS422通信接口。

作为本发明的一种优选技术方案：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。

作为本发明的一种优选技术方案：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。

作为本发明的一种优选技术方案：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。

作为本发明的一种优选技术方案：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。

作为本发明的一种优选技术方案：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。

作为本发明的一种优选技术方案：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。

作为本发明的一种优选技术方案：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。

本发明所述一种基于矢量控制的永磁同步电机控制器采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：本发明所设计基于逆变器与空间矢量脉宽调制技术控制的永磁同步电机控制器，采用全数字化设计，结合智能功率驱动模块，引入强弱电隔离技术构建控制器硬件结构，实现了产品的全数字化、智能化和小型化特点，而且所设计永磁同步电机控制器集成了温度检测、电压检测、电流检测、缺相保护、过载保护和功率故障检测结构，有效提高了实际应用中安全可靠性及工作效率，具有控制精度高优点。

与此相应，针对上述技术问题，本发明所要解决的技术问题是提供一种基于矢量控制的永磁同步电机控制器的控制方法，基于本发明所设计的永磁同步电机控制器，采用先进的空间矢量解耦控制算法，并结合改进型PI控制策略，针对永磁同步电机进行实时磁场定向控制，始终保持了最大转矩输出，有效保证了永磁同步电机的工作效率。

本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种针对基于矢量控制的永磁同步电机控制器的控制方法，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；