[发明专利]一种永磁同步电机控制方法

说明书

一种永磁同步电机控制方法，其包括：获取永磁同步电机的电机电压；判断电机电压是否达到预设逆变器极限电压，其中，如果电机电压达到预设逆变器极限电压，则采用预设弱磁控制模型对永磁同步电机进行控制，以使得施加在永磁同步电机上的电压保持在预设逆变器极限电压。本方法在永磁同步电机的反电动势达到逆变器极限电压后，转为采用预设弱磁控制模型来对永磁同步电机进行控制。在采用预设弱磁控制模型来对永磁同步电机进行控制时，该方法不再使用PI调节器对电流进行闭环控制，而是切换为调节负载角来控制T轴电流，同时让M轴电流开环运行，这样也就保证了永磁同步电机高速运行的稳定性和快速性等优点。

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，具体地说，涉及一种永磁同步电机控制方法。

背景技术

永磁同步电机由于具有高功率密度和高效率的优点，因而广泛用于各种电驱动系统中。高性能永磁同步电机控制技术主要有转子磁场定向矢量控制、定子磁场定向矢量控制和直接转矩控制三类。在实际工程应用中，一般采用基于dq同步坐标系的转子磁场定向矢量控制技术。

虽然转子磁场定向矢量控制简便易行，但转子磁场定向矢量控制的一个明显缺点是对电机参数变化很敏感。另外，基于转子磁场定向矢量控制没有对磁链和转矩进行完全解耦，存在磁链与反电动势交叉耦合的问题，即d轴磁链会在q轴上产生反电动势，q轴磁链会在d轴上产生反电动势。这种耦合增加了电机矢量控制的难度。因为基于转子磁场定向矢量控制通常需要计算出用于补偿d轴、q轴反电动势的电压前馈值，受电机参数变化及动态过程的影响，很难准确地给定这两个轴的前馈电压。

在高速弱磁工况下，如果电流轨迹规划不合理，很容易导致实际电流无法跟踪给定电流，从而使得电流调节器迅速饱和，导致电流失控。一旦电流失控，电机及其控制器将有可能出现超速、过流、直流母线电压升高等故障，这不仅会损坏设备，还会危及现场人员的人身安全。

基于M-T同步坐标系的定子磁场定向矢量控制技术，由于将励磁电流和转矩电流进行完全解耦控制，并且对定子磁链进行闭环控制，因此具有相对较好的高速弱磁控制能力。

但如果定子磁场定向不准确，PI调节器需求的电压会随着弱磁深度的增加而越来越大。在高速弱磁区，逆变器输出电压已经达到最大可调制电压，因而可用于PI调节的实际电压几乎为零，这时继续采用PI调节电压的方式来控制电流已不再合适，也很容易导致实际电流无法跟踪给定电流，使电流调节器迅速饱和，导致电流失控。

基于空间电压矢量调制的直接转矩控制技术一方面解决了基于Bang-Bang控制产生的转矩脉动问题，另一方面省去了电流闭环，对定子磁链直接控制，其保留了直接转矩控制高动态响应的优点。直接转矩控制的核心是基于精确的定子磁链和转矩观测，而实际中对定子磁链进行有效观测一般都会是很复杂的计算过程。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种永磁同步电机控制方法，所述方法包括：

步骤一、获取永磁同步电机的电机电压；

步骤二、判断所述电机电压是否达到预设逆变器极限电压，其中，如果所述电机电压达到所述预设逆变器极限电压，则采用预设弱磁控制模型对所述永磁同步电机进行控制，以使得施加在所述永磁同步电机上的电压保持在预设逆变器极限电压。

根据本发明的一个实施例，采用预设弱磁控制模型对所述永磁同步电机进行控制时：

获取当前控制周期的定子磁链参考值和转矩参考值；

根据所述本轮控制周期的定子磁链参考值和转矩参考值，确定T轴定子电流参考值α轴电压前馈参考值和β轴电压前馈参考值

根据所述α轴电压前馈参考值和β轴电压前馈参考值生成相应的逆变器控制信号。

根据本发明的一个实施例，根据如下表达式生成所述α轴电压前馈参考值和β轴电压前馈参考值