[发明专利]一种基于过调制的永磁同步电机弱磁控制方法与装置

说明书

本发明涉及一种基于过调制的永磁同步电机弱磁控制装置和方法，所述方法包括获取弱磁控制阈值电压u_smax；实时获取永磁同步电机定子端电压矢量幅值u_s；比较定子端电压矢量幅值u_s与弱磁控制阈值电压u_smax的大小，若定子端电压矢量幅值u_s小于弱磁控制阈值电压u_smax，以i_d＝0控制算法控制永磁同步电机，并以现有的SVPWM线性调制算法控制永磁同步电机逆变器；若定子端电压矢量幅值u_s等于弱磁控制阈值电压u_smax，继续增加电机转速或者负载，则以弱磁控制算法控制永磁同步电机，并以SVPWM过调制算法控制永磁同步电机逆变器。与现有技术，本发明弱磁控制过程动态性能良好。

技术领域

本发明属于伺服驱动技术领域，特别是涉及一种基于过调制的永磁同步电机弱磁控制方法与装置。

背景技术

伺服控制应用中，受限于驱动器输入电压，当需要永磁同步电机(PMSM)运行在基速以上时，需要对电机进行弱磁控制。

传统的负id补偿弱磁算法基于交直轴电流id和iq调节，在id-iq坐标平面上规划电机定子电流轨迹。这种方法需要同时设计直轴、交轴两个电流环，在调节过程中，通常采用纯积分控制器或者比例积分控制器来对输出电压矢量幅值与设定输出电压阈值的差值进行纯积分或比例积分控制，以此调节弱磁电流。但单纯的PI调节难以在快速动态响应和可靠运行上做到平衡，且当电机在高速运行时，电流调节器易于饱和，同样影响电机的稳定运行。

现有弱磁控制算法对直流母线电压的利用率不高并且对进入弱磁控制和退出弱磁控制的切换条件要求比较高。

发明内容

本发明的目是为克服上述现有技术缺陷而提供一种基于过调制的永磁同步电机弱磁控制装置和方法。通过过调制算法控制结合弱磁控制的办法解决现有弱磁控制控制对直流母线电压利用率不高的问题，并通过永磁同步电机退出弱磁控制时保持电机相电压为弱磁控制阈值电压的方法来简化永磁同步电机退出弱磁控制的切换条件。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于过调制的永磁同步电机弱磁控制装置，包括：位置调节器、速度调节器、弱磁控制模块、第一坐标变换器、第二坐标变换器、第三坐标变换器、空间矢量脉宽调制器，逆变电路、电流采样模块、位置检测模块、电机转速计算模块；

所述位置调节器的输出端连接所述速度调节器的输入端，所述位置调节器用于对位置指令值和位置反馈值的差值进行处理得到速度指令值ω^*；

所述速度调节器的输出端连接所述弱磁控制模块的输入端，所述速度调节器用于对速度指令值ω^*和速度反馈值ω的差值进行处理得到直轴电流指令值i_d^*；

所述弱磁控制模块的输出端连接所述第一坐标变换器的输入端，所述弱磁控制模块用于对直轴电流指令值i_d^*和直轴电流反馈值i_d处理得到直轴电压指令值和交轴电压指令值

所述第一坐标变换器的输出端连接所述空间矢量脉宽调制器的输入端，所述第一坐标变换器用于对直轴电压指令值和交轴电压指令值进行坐标转换；

所述空间矢量脉宽调制器的输出端连接所述逆变电路的输入端；

所述逆变电路的输出端连接所述电流采样模块的输入端和永磁同步电机；

所述电流采样模块的输出端连接所述第二坐标变换器的输入端，所述第二坐标变换器的输出端连接所述第三坐标变换器的输入端，所述三坐标变换器的输出端连接所述弱磁控制模块的输入端；