本发明专利技术公开了一种永磁同步电机的变PI弱磁控制方法，所述弱磁控制方法包括以下步骤：根据永磁同步电机矢量控制的输出电压矢量计算输出电压幅值，通过控制器对所述电压幅值设定电压限幅阈值；根据输出电压幅值和电压限幅阈值进行闭环调节得到初次弱磁电流；对所述的初次弱磁电流进行限幅得到弱磁电流。本发明专利技术还公开了一种实现永磁同步电机的变PI弱磁控制方法的驱动控制装置，包括：驱动电路和控制模块，控制模块产生驱动信号以控制驱动电路，驱动电路产生三相电压，所述三相电压用于控制永磁同步电机。本发明专利技术具有保证进入弱磁状态的响应快而退出弱磁状态的响应慢等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电机控制
，特别是涉及一种永磁同步电机的变PI弱磁控制方法和驱动控制装置。
技术介绍
永磁同步电机(PMSM)以其控制性能好、功率密度高、节能等特点，已经在各行各业中得到广泛应用。其中，在很多应用场合中，要求永磁同步电机运行在高频范围，继而运行在弱磁区间，比如基于永磁同步电机的变频压缩机、基于永磁同步电机的风机等。经典的弱磁控制方法，将输出电压矢量幅值与设定输出电压阈值比较，当超过阈值时增大弱磁电流(即矢量控制中d轴负方向电流)，反之减小弱磁电流。调节过程通常采用纯积分控制器或者比例积分控制器，即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控制或者比例积分控制来调节弱磁电流。在运行频率给定要求快速上升或者输入电压暂降的情况下，直流母线电压幅值不满足输出电压要求，由于永磁同步电机控制系统速度环的滞后特性，需要快速进入弱磁状态以保证矢量控制的稳定性。当运行频率快速下降或者输入电压恢复时，不宜过快退出弱磁状态，否则速度环的滞后特性将引起环路不稳定。因此，进入弱磁状态和退出弱磁状态需要采用不同响应速度的弱磁控制器。
技术实现思路
本专利技术的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种永磁同步电机的变PI弱磁控制方法，该方法对进入弱磁状态的控制器参数和退出弱磁状态的控制器参数分别设置，保证进入弱磁状态的响应快，而退出弱磁状态的响应慢。本专利技术的另一目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种实现永磁同步电机的变PI弱磁控制方法的驱动控制装置。本专利技术的首要目的通过下述技术方案实现：一种永磁同步电机的变PI弱磁控制方法，包括以下步骤：当输出电压幅值≥电压限幅阈值时，进入弱磁状态，通过第一控制器调节以增大弱磁电流；当输出电压幅值＜电压限幅阈值时，退出弱磁状态，通过第一控制器调节以减小弱磁电流。其中，输出电压幅值为永磁同步电机矢量控制输出的电压矢量幅值；其中，电压限幅阈值为驱动电路能够输出的最大电压幅值和电压调节裕量设定的差值，即电压限幅阈值等于最大电压幅值减去电压调节裕量；其中，驱动电路能够输出的最大电压幅值受限于直流母线电压和脉宽调制算法；可选地，采用空间矢量脉宽调制算法，驱动电路在线性调制区内能够输出的最大电压幅值为直流母线电压的0.577倍。其中，第一控制器的响应带宽高于第二控制器的响应带宽；可选地，第一控制器和第二控制器均采用比例-积分控制器，其中，第一控制器的比例系数和积分系数大于第二控制器的比例系数和积分系数；可选地，第一控制器和第二控制器均采用纯积分控制器，其中，第一控制器的积分系数大于第二控制器的积分系数。本专利技术的另一目的通过以下技术方案实现：一种实现永磁同步电机的变PI弱磁控制方法的驱动控制装置，包括：驱动电路和控制模块，控制模块产生驱动信号以控制驱动电路，驱动电路产生三相电压，所述三相电压用于控制永磁同步电机。所述驱动电路包括六个功率开关管，所述六个功率开关管构成三相桥臂，所述三相桥臂中的第一桥臂具有第一节点，所述三相桥臂中的第二桥臂具有第二节点，所述三相桥臂中的第三桥臂具有第三节点，所述第一节点、所述第二节点和所述第三节点与所述永磁同步电机的三相绕组对应相连，且所述的六个功率开关管中的每个功率开关管都与二极管反向并联；所述控制模块用于在接收到永磁同步电机三相电流进行矢量控制，输出驱动信号给六个功率开关管。本专利技术相对于现有技术具有如下的优点及效果：本专利技术对进入弱磁状态的控制器参数和退出弱磁状态的控制器参数分别设置，保证了进入弱磁状态的响应快，而退出弱磁状态的响应慢。附图说明图1是永磁同步电机的控制电路拓扑。图2是旋转坐标系与静止坐标系关系图。图3是表贴式永磁同步电机的矢量控制框图。图4时内嵌式永磁同步电机的矢量控制框图。图5是经典弱磁控制模块的控制方法。图6时本专利技术弱磁控制模块的控制方法。具体实施方式下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例1如图1所示，永磁同步电机PMSM的控制电路拓扑包括控制芯片、功率开关管组成的三相桥式驱动电路、永磁同步机。其中，驱动电路具有6个IGBT，所述驱动电路同时反向并联一个二极管，此外，电容采用电解电容C，U+、U-分别为U相上、下桥臂的电压，V+、V-分别为V相上、下桥臂的电压，W+、W-分别为W相上、下桥臂的电压。控制芯片输出压缩机驱动信号，压缩机驱动信号通过驱动电路控制压缩机的运行，通过三个电流传感器进行压缩机相电流检测。如图2所示，为永磁同步电机矢量控制的坐标关系图，如图3所示，为表贴式永磁同步电机的无传感器矢量控制框图，如图4所示，为内嵌式永磁同步电机的无传感器矢量控制框图。本实施例中以永磁同步电机的无传感器矢量控制为例，叙述本专利技术提供的弱磁控制方法；在永磁同步电机的有传感器矢量控制中，本专利技术提供的弱磁控制并无区别。如图3和图4所示，在永磁同步电机的矢量控制中，给定转速与估计转速经过比例积分控制器(PI)输出转矩给定在表贴式永磁同步电机中，根据转矩给定与转矩电流系数Kt计算得到转矩电流(q轴电流)的给定直轴电流(d轴电流)的给定由弱磁电流ifwc决定。在内嵌式永磁同步电机中，根据转矩给定与转矩电流系数Kt以及弱磁电流ifwc经过最大转矩电流控制(MTPA)计算得到交轴电流(q轴电流)的给定和直轴电流(d轴电流)的给定根据d轴电流给定、q轴电流给定和反馈电流id/iq经过矢量控制输出电压ud/uq，然后经过PARK逆变换得到控制输出电压uα/uβ，再经过空间矢量调制(SpaceVetorModulation,SVM)输出PWM波形，经过功率模块驱动永磁同步电机(PMSM)。通过电流传感器检测电机三相电流，并经过CLARKE变换得到反馈电流iα/iβ，再经过PARK变化得到反馈电流id/iq。根据输出电压uα/uβ和反馈电流iα/iβ以及电机参数(电机电阻Rs、直轴电感Ld和交轴电感Lq)，通过无传感器估计算法可以得到估计转速和估计电角度经典的弱磁控制方法如图5所示，根据旋转坐标系下输出电压ud/uq或者静止坐标系下输出电压uα/uβ计算输出电压幅值us，为：us=ud2+uq2=uα2+uβ2,]]>根据驱动电路能够输出的最大电压幅值和电压调节裕量uspare设置电压限幅阈值umax，当采用空间矢量脉宽调制算法并且驱本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种永磁同步电机的变PI弱磁控制方法，其特征在于，包括以下步骤：根据永磁同步电机矢量控制的输出电压矢量计算输出电压幅值，通过控制器对所述电压幅值设定电压限幅阈值；根据输出电压幅值和电压限幅阈值进行闭环调节得到初次弱磁电流；对所述的初次弱磁电流进行限幅得到弱磁电流。
【技术特征摘要】
1.一种永磁同步电机的变PI弱磁控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
根据永磁同步电机矢量控制的输出电压矢量计算输出电压幅值，通过控制
器对所述电压幅值设定电压限幅阈值；
根据输出电压幅值和电压限幅阈值进行闭环调节得到初次弱磁电流；
对所述的初次弱磁电流进行限幅得到弱磁电流。
2.如权利要求1所述的永磁同步电机的变PI弱磁控制方法，其特征在于，
所述控制器包括第一控制器和第二控制器，当输出电压幅值大于等于电压
限幅阈值时，通过第一控制器调节以增大弱磁电流；
当输出电压幅值小于电压限幅阈值时，退出弱磁状态，通过第二控制器调
节以减小弱磁电流。
3.如权利要求2所述的永磁同步电机的变PI弱磁控制方法，其特征在于，
所述第一控制器的响应带宽高于第二控制器的响应带宽；
第一控制器和第二控制器均采用比例-积分控制器，所述的第一控制器的比
例系数和积分系数大于第二控制器的比例系数和积分系数；
第一控制器和第二控制器均采用纯积分控制器，所述的第一控制器的积分
系数大于第二控制器的积分系数。
4.如权利要求1所述的永磁同步电机的变PI弱磁控制方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：汪兆栋，文小琴，游林儒，梁俊元，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44
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