马达驱动器的控制系统技术方案

一种马达驱动器的控制系统，其所包含的驱动运算器依据速度命令与马达的运转速度运算出一限制电流，而每安培电流最大转矩控制器依据限制电流运算出一d轴电流额定值，电流运算模块依据d轴电流额定值与弱磁控制模块所提供的一d轴弱磁电流值运算出一d轴电流命令，并将d轴电流命令传送至MTPA控制器，藉以使MTPA控制器依据d轴电流命令与限制电流运算出一q轴电流命令。

【技术实现步骤摘要】
马达驱动器的控制系统
本专利技术涉及一种马达驱动器的控制系统及其控制方法，尤其涉及一种结合弱磁控制模块与每安培电流最大转矩控制器而运算出d轴电流命令与q轴电流命令的马达驱动器的控制系统。
技术介绍
一般而言，现有的马达驱动器是依据q轴座标的定子电流所产生的磁通与d轴座标上的转子磁通交互作用，藉以对马达的向量进行控制，其中，马达在运转时所产生的反电动势与转速成正比，当转速上升而电压不足以克服三相交流马达所产生的反电动势时，会造成马达在高速运转的范围上有所限制，因而现有的马达驱动器会通过弱磁控制的方式来调整d轴电流，以降低转子磁通而克服高速下所产生的反电动势，藉以提升运转速度的范围。请参阅图1，图1显示本专利技术先前技术的并转矩区与定功率区的波形示意图，如图1所示，除了上述弱磁控制方式外，现有技术还会采用每安培电流最大转矩(MaximumTorquePerAmpere；MTPA)的控制方式，而以现有的马达驱动器的控制方式来说，主要分为定转矩区与定功率区的控制，其中定转矩区是采用上述的每安培电流最大转矩的控制方式，定功率区则是采用弱磁控制的方式，然而，现有技术受限于电路架构的设计，因此一般仅能采用其中一种控制方式，但在电动车的马达控制中，马达必须操作在定转矩区与定功率区两个区域，但以现有技术来说，两个控制方式如何平稳的转换，尚未进行探讨，因此现有技术仍具备改善的空间。
技术实现思路
有鉴于现有技术的马达驱动控制器采用每安培电流最大转矩控制与弱磁控制，因而普遍具有在电动车领域无法确实使用的问题。缘此，本专利技术的目的在于提供一种马达驱动器的控制系统，主要是设有每安培电流最大转矩(MaximumTorquePerAmpere；MTPA)控制模块与弱磁控制模块，以达到可采用两种控制方式而解决上述的问题。基于上述目的，本专利技术所采用的主要技术手段是提供一种马达驱动器的控制系统，包含一交流电源供应模块、一马达、一驱动运算器、一弱磁控制模块、一每安培电流最大转矩(MaximumTorquePerAmpere；MTPA)控制器以及一电流运算模块。交流电源供应模块用以产生一三相输入电源，马达电性连接于交流电源供应模块，并接收三相输入电源处于一运作状态，且马达在运作状态时具有一运转速度。驱动运算器系电性连接于马达，用以依据运转速度与一速度命令运算出一限制电流，弱磁控制模块用以提供一d轴弱磁电流值，每安培电流最大转矩控制器电性连接于驱动运算器，用以依据限制电流运算出一d轴电流额定值。电流运算模块电性连接于弱磁控制模块与每安培电流最大转矩控制器，用以依据d轴电流额定值与d轴弱磁电流值运算出一d轴电流命令，并将d轴电流命令传送至每安培电流最大转矩控制器。其中，在每安培电流最大转矩控制器接收到d轴电流命令后，依据d轴电流命令与限制电流运算出一q轴电流命令。其中，上述马达驱动器的控制系统的附属技术手段的较佳实施例中，电流命令运算模块为一第一加法器，第一加法器电性连接于每安培电流最大转矩控制器，用以加总d轴电流额定值与d轴弱磁电流值而运算出d轴电流命令。此外，更包含一相量控制模块，电性连接于电流命令运算模块与每安培电流最大转矩控制器，藉以依据d轴电流命令运算出一d轴电压命令，并依据q轴电流命令运算出一q轴电压命令。另外，更包含一空间向量调变模块，电性连接于相量控制模块与交流电源供应模块，藉以依据d轴电压命令与q轴电压命令控制交流电源供应模块。上述马达驱动器的控制系统的附属技术手段的较佳实施例中，相量控制模块电性连接于马达与交流电源供应模块，并包含包含一第一减法器、一d轴电流控制器、一第二减法器、一q轴电流控制器、一电压解耦补偿器、一第二加法器以及一第三加法器，第一减法器电性连接于电流命令运算模块，用以依据d轴电流命令与交流电源供应模块所反馈的一d轴反馈电流运算出一d轴运算电流，d轴电流控制器电性连接于第一减法器，用以依据d轴运算电流运算出一d轴运算电压，第二减法器电性连接于每安培电流最大转矩控制器，用以依据q轴电流命令与交流电源供应模块所反馈的一q轴反馈电流运算出一q轴运算电流，q轴电流控制器电性连接于第二减法器，用以依据q轴运算电流运算出一q轴运算电压。电压解耦补偿器提供一电压补偿值，第二加法器电性连接于d轴电流控制器与电压解耦补偿器，用以依据d轴运算电压与电压补偿值运算出d轴电压命令，第三加法器电性连接于q轴电流控制器与电压解耦补偿器，用以依据q轴运算电压与电压补偿值运算出q轴电压命令。藉由本专利技术所采用的马达驱动器的控制系统及其控制方法的主要技术手段后，由于在系统中设有每安培电流最大转矩(MaximumTorquePerAmpere；MTPA)控制模块与弱磁控制模块，因此在电动车领域可确实对马达在定功率区与定转矩区进行控制，因而可有效地应用电动车领域而解决现有的问题。以下结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述，但不作为对本专利技术的限定。附图说明图1显示本专利技术先前技术的并转矩区与定功率区的波形示意图；以及图2显示本专利技术较佳实施例的马达驱动器的控制统的方框示意图。其中，附图标记1马达驱动器的控制系统11交流电源供应模块12马达121编码器13驱动运算器14弱磁控制模块15每安培电流最大转矩控制器16电流命令运算模块17相量控制模块171第二减法器172d轴电流控制器173第三减法器174q轴电流控制器175电压解耦补偿器176第二加法器177第三加法器178座标转换器18空间向量调变模块ωm*速度命令ωm运转速度限制电流d轴电流额定值idfwd轴弱磁电流值d轴电流命令d轴反馈电流d轴电压命令q轴电流命令q轴反馈电流q轴电压命令ias第一相电流ibs第二相电流具体实施方式下面结合附图对本专利技术的结构原理和工作原理作具体的描述：由于本专利技术所提供的马达驱动器的控制系统中，其组合实施方式不胜枚举，故在此不再一一赘述，仅列举一较佳实施例加以具体说明。请参阅图2，图2显示本专利技术较佳实施例的马达驱动器的控制系统的方框示意图。如图所示，本专利技术较佳实施例的马达驱动器的控制系统1包含一交流电源供应模块11、一马达12、一驱动运算器13、一弱磁控制模块14、一每安培电流最大转矩(MaximumTorquePerAmpere；MTPA)控制器15、一电流运算模块16、一相量控制模块17以及一空间向量调变模块18。交流电源供应模块11用以产生一三相输入电源，其中，交流电源供应模块11可为交流电源、整流模块、直流链电容与变频模块的组合，但其他实施例中不限于此，三相输入电源即是经上述电路处理过的电源(例如图3中所示的第一相电流ias与第二相电流ibs，其中第三相电流并未示出)。马达12为现有的马达，电性连接于交流电源供应模块11，并接收三相输入电源而处于一运作状态，且马达12在运作状态时具有一运转速度，在此需要一提的是，此运作状态可为停止运转或是实际运转的状态，以实际运转状态来说，运作状态可为图1所示的定转矩区的运作状态与定功率区的运作状态。另外，马达12还可设置有编码器121，其用于传送出马达12内的转子的速度信息。驱动运算器13电性连接于马达12，其可为减法器、速度控制器与电流限制器依序组合而成，但其为现有技术，因此不再赘述。弱磁控制模块14例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种马达驱动器的控制系统，其特征在于，包含：一交流电源供应模块，用以产生一三相输入电源；一马达，电性连接于该交流电源供应模块，并接收该三相输入电源处于一运作状态，且该马达在该运作状态时具有一运转速度；一驱动运算器，电性连接于该马达，用以依据该运转速度与一速度命令运算出一限制电流；一弱磁控制模块，用以提供一d轴弱磁电流值；一每安培电流最大转矩控制器，电性连接于该驱动运算器，用以依据该限制电流运算出一d轴电流额定值；以及一电流运算模块，电性连接于该弱磁控制模块与该每安培电流最大转矩控制器，用以依据该d轴电流额定值与该d轴弱磁电流值运算出一d轴电流命令，并将该d轴电流命令传送至该每安培电流最大转矩控制器；其中，在该每安培电流最大转矩控制器接收到该d轴电流命令后，依据该d轴电流命令与该限制电流运算出一q轴电流命令。

【技术特征摘要】
1.一种马达驱动器的控制系统，其特征在于，包含：一交流电源供应模块，用以产生一三相输入电源；一马达，电性连接于该交流电源供应模块，并接收该三相输入电源处于一运作状态，且该马达在该运作状态时具有一运转速度；一驱动运算器，电性连接于该马达，用以依据该运转速度与一速度命令运算出一限制电流；一弱磁控制模块，用以提供一d轴弱磁电流值；一每安培电流最大转矩控制器，电性连接于该驱动运算器，用以依据该限制电流运算出一d轴电流额定值；以及一电流运算模块，电性连接于该弱磁控制模块与该每安培电流最大转矩控制器，用以依据该d轴电流额定值与该d轴弱磁电流值运算出一d轴电流命令，并将该d轴电流命令传送至该每安培电流最大转矩控制器；其中，在该每安培电流最大转矩控制器接收到该d轴电流命令后，依据该d轴电流命令与该限制电流运算出一q轴电流命令。2.根据权利要求1所述的马达驱动器的控制系统，其特征在于，该电流命令运算模块为一第一加法器，该第一加法器电性连接于该每安培电流最大转矩控制器，用以加总该d轴电流额定值与该d轴弱磁电流值而运算出该d轴电流命令。3.根据权利要求1所述的马达驱动器的控制系统，其特征在于，更包含一相量控制模块，电性连接于该电流命令运算模块与该每安培电流最大转矩控制器，藉以依据该d轴电流命令运算...

【专利技术属性】
技术研发人员：林晋德，赖炎生，
申请(专利权)人：东元电机股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71