[发明专利]一种永磁同步电机的全域控制方法、装置及永磁同步电机

说明书

本发明公开了一种永磁同步电机的全域控制方法、装置及永磁同步电机，通过标定获取非弱磁区的三维电流脉谱，还通过计算获取弱磁区的三维电流脉谱，其中，三维电流脉谱为电压‑转速‑转矩三维电流脉谱，在第一工况下，根据非弱磁区的三维电流脉谱，采用最大转矩电流比控制策略，在第二工况下，根据弱磁区的三维电流脉谱，采用最大转矩电压比控制策略，一方面非弱磁区采用标定的方法获取三维电流脉谱，弱磁区通过计算获取三维电流脉谱，考虑电机参数及电机损耗的同时减少标定时间，降低标定成本，可以使得到的电流MAP更加准确，另一方面针对不同的工况采用不同的控制策略，减小弱磁环和电流环的互相耦合影响，大幅提高弱磁控制的可靠性及稳定性。

技术领域

本发明涉及永磁同步电机控制技术领域，尤其涉及一种永磁同步电机全域控制方法、装置及永磁同步电机。

背景技术

为缓解日益严峻的环境污染和能源枯竭问题，电动汽车因其绿色环保的特点应运而生并受到了广泛关注，永磁同步电机由于控制性能好、功率密度高、节能的优点作为取代其他电机成为电动汽车的核心部件。永磁同步电机为提高系统效率，在电机低速非弱磁区阶段需要使用最大转矩电流比(MTPA)控制算法，而在高速弱磁区由于反电动势的增大使电机线电压接近或超过母线电压，需要使用最大转矩电压比(MTPV)弱磁控制算法减小反电动势，使电机能在高转速下正常运行。

目前，一般采用人工方式对永磁同步电机进行标定，操作人员利用台架手动标定电机数据，整个过程需要经过大量标定工作，得到一个转速-扭矩-电流的二维电流MAP，工作过程繁琐、效率较低，并且原有的id弱磁矢量控制目标电流分配速度慢、转矩控制精度受电机参数影响较大。

发明内容

本发明提供一种永磁同步电机的全域控制方法、装置及永磁同步电机，以实现减少标定时间，降低标定成本，得到的三维电流脉谱更加准确，提高弱磁控制的可靠性及稳定性的效果。

第一方面，本发明实施例提供了一种永磁同步电机的全域控制方法，通过标定获取非弱磁区的三维电流脉谱，通过计算获取弱磁区的三维电流脉谱，其中，所述三维电流脉谱为电压-转速-转矩三维电流脉谱。在第一工况下，根据所述三维电流脉谱，采用最大转矩电流比控制策略。在第二工况下，根据所述三维电流脉谱，采用最大转矩电压比控制策略。

可选的，所述通过标定获取非弱磁区的三维电流脉谱，包括：在额定电压下，给定所述永磁同步电机固定转速；所述固定转速小于所述永磁同步电机的基速，设置电流步长，根据所述电流步长给定多组电流幅值i_s和电流角θ，按照所述电流步长，遍历每组电流幅值i_s和电流角θ，并记录每组电流幅值i_s和电流角θ下的实际转矩T_e、直轴控制电压u_d和交轴控制电压u_q。

可选地，所述按照所述电流步长，遍历每组电流幅值i_s和电流角θ，并记录每组电流幅值i_s和电流角θ下的实际转矩T_e、直轴控制电压u_d和交轴控制电压u_q之后，还包括：在每一个电流幅值i_s下，找到最大实际转矩Te_max的电流角θ，记录下此时的电流幅值i_s、电流角θ以及对应的最大实际转矩Te_max，执行坐标变换，得到(i_d，i_q)～Te_max转矩脉谱，其中i_d为直轴控制电流，i_q为交轴控制电流，将(i_d，i_q)～Te_max转矩脉谱进行拟合，得到最大转矩电流比控制曲线。