[发明专利]一种永磁同步电机的控制方法及系统

权利要求书

1.一种永磁同步电机的控制方法，其特征在于，基于永磁同步电机的控制系统，包括：

获取给定电磁转矩，并基于所述给定电磁转矩，计算得到给定定子磁链幅值；

获取当前时刻的电磁转矩以及当前时刻定子磁链幅值；

计算所述给定电磁转矩与当前时刻的电磁转矩的差值，得到转矩偏差，并计算所述给定定子磁链幅值与当前时刻定子磁链幅值的差值，得到磁链偏差；

根据所述转矩偏差和所述磁链偏差，计算得到期望的负载角增量；根据所述期望的负载角增量计算得到期望的定子磁链角度；对所述给定定子磁链幅值和期望的定子磁链角度进行坐标变换，得到α轴上期望的定子磁链分量以及β轴上期望的定子磁链分量；

根据所述α轴上期望的定子磁链分量和所述β轴上期望的定子磁链分量计算得到α轴上期望的定子电压分量以及β轴上期望的定子电压分量；

根据所述α轴上期望的定子电压分量以及所述β轴上期望的定子电压分量，控制永磁同步电机；

所述根据所述转矩偏差和所述磁链偏差，计算得到期望的负载角增量包括：

基于公式计算得到期望的负载角增量；

其中，通过对永磁同步电机的电磁转矩方程进行泰勒级数展开并离散化处理后计算得到第一常数和第二常数，C_ψ为第一常数，C_δ为第二常数，Δδ为期望的负载角增量，ΔT_e为转矩偏差，为磁链偏差；

所述根据所述期望的负载角增量计算得到期望的定子磁链角度包括：

基于公式θ_f(k+1)＝δ(k)+Δδ+ω(k)T_s+θ_r(k)计算得到期望的定子磁链角度；其中，θ_f(k+1)为期望的定子磁链角度，Δδ为期望的负载角增量，θ_r(k)为当前时刻的转子位置角，T_s为采样周期，ω(k)为当前时刻电机电角频率，ω(k)T_s为在T_s内转子磁链旋转角度，δ(k)为当前时刻的负载角。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述第一常数和第二常数通过以下方法计算得到：

根据永磁同步电机在dq坐标系下磁链方程式计算得到定子电流空间矢量的d轴分量和q轴分量；

根据永磁同步电机定子磁链幅值以及负载角，确定永磁同步电机定子磁链在dq坐标系下的d轴分量和q轴分量；所述负载角为永磁同步电机定子磁链和永磁同步电机转子磁链之间的夹角；

根据定子电流空间矢量的d轴分量和q轴分量、定子磁链在dq坐标系下的d轴分量和q轴分量，利用永磁同步电机的电磁转矩方程计算得到电机电磁转矩；

对电机电磁转矩的函数进行泰勒级数展开，并对展开后的电机电磁转矩的函数进行线性化处理，并对线性化处理后电机电磁转矩的函数进行离散化，得到转矩偏差的函数，从而得到第一常数和第二常数。

3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述定子磁链幅值和所述负载角，通过以下方法得到：

通过转子位置传感器采集当前时刻的转子位置角，并根据当前时刻的转子位置角计算电机电角频率；

获取逆变器的直流母线电压和调制信号，并基于所述直流母线电压和调制信号计算得到当前时刻电机定子在α轴上的定子电压分量以及β轴上的定子电压分量；

获取电机的A相电流和B相电流，对所述A相电流和所述B相电流进行Clark变换，得到当前时刻电机定子在α轴上的定子电流分量以及β轴上的定子电流分量；

根据所述电机定子在α轴上的定子电压分量、所述电机定子在β轴上的定子电压分量、所述电机定子在α轴上的定子电流分量、所述电机定子在β轴上的定子电流分量以及所述转子位置角，计算得到当前时刻电机定子在α轴上的定子磁链分量以及在β轴上的定子磁链分量；

对当前时刻电机定子在α轴上的定子磁链分量以及在β轴上的定子磁链分量进行坐标变换，得到当前时刻定子磁链幅值和当前时刻的负载角。