[发明专利]基于功率平衡的永磁同步电机的控制方法和控制装置

说明书

本发明公开了一种基于功率平衡的永磁同步电机的控制方法和控制装置，方法包括：获取永磁同步电机的定子电流；对定子电流进行三相‑两相变换，获取定子α轴电流值i_sα和定子β轴电流值i_sβ；计算自动功率调节器的输出值A；在电机的控制策略约束条件下，调节定子电压矢量旋转角频率ω_s，使自动功率调节器的输出值A趋于零，并获取调节后的定子电压矢量旋转角频率ω_s；根据调节前的定子电压矢量旋转角频率和调节后的定子电压矢量旋转角频率ω_s的偏差获取参考电压值u_s；根据调节后的定子电压矢量旋转角频率ω_s获取控制角度θ；根据参考电压值u_s和控制角度θ控制电机运行，通过调节定子电压矢量旋转角频率使功率平衡控制电机运行，简化了计算和控制框架，提高了控制效率。

技术领域

本发明实施例涉及电机控制技术领域，尤其涉及一种基于功率平衡的永磁同步电机的控制方法和控制装置。

背景技术

永磁同步电机(Permanent Magnetic Synchronous Machine，PMSM)是一种由永磁体作为转子，励磁产生同步旋转磁场的同步电机。

目前，对于永磁同步电机的控制，主要采取以下两种控制方法：其一是转子磁场定向控制方法；其二，直接转矩控制方法。

在转子磁场定向控制方法中，需要获取转子位置，通过在转子上加装传感器或者根据电机的电阻、电感等参数进行转子角度估算，然后将定子电流的三相电流通过Clarke变换、PARK变换等折算到转子的d-q坐标系中，进行解耦，对转子的d轴电流和q轴电流分别进行PID控制，并利用d轴电流和q轴电流分别计算d轴电压和q轴电压，再将转子侧的d轴电压和q轴电压通过PARK逆变换折算到定子侧。该控制方法的算法计算量大，控制框架复杂，且控制过程受电机参数(尤其是电机电阻参数)影响较大，此外，在出现定子电压矢量幅值饱和时，需要等比例缩减定子的α-β坐标系中的α轴电压或者β轴电压，以确保定子综合电压矢量的方向准确，算法计算量大。

在定子磁链跟踪控制方法中，同样存在控制过程受电机电阻参数影响较大的问题，通常需要设置PID控制环节进行参数自适应控制，此外，在基于定子磁链跟踪的控制方法中，电流容易出现超调，需要设置电流检测环节以保证系统的正常可靠运行，控制框架复杂，算法计算量大。

发明内容

本发明提供一种基于功率平衡的永磁同步电机的控制方法，以解决电机控制算法计算量大、控制框架复杂的问题，简化了控制过程，提高了控制效率。

第一方面，本发明实施例提供了一种基于功率平衡的永磁同步电机的控制方法，包括以下步骤：

获取永磁同步电机的定子电流；

对定子电流进行三相静止abc坐标系-两相静止αβ坐标系变换，获得定子α轴电流值i_sα和定子β轴电流值i_sβ；

根据公式一计算自动功率调节器的输出值A，

A＝(u_sαi_sα+u_sβi_sβ-R_si_s²)*i_d-(u_sβi_sα-u_sαi_sβ-ω_sL_qi_s²)*i_q(公式一)