永磁同步电机系统及其弱磁控制方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种永磁同步电机系统及其弱磁控制方法和装置，所述方法包括以下步骤：获取所述永磁同步电机系统的旋转坐标系下的D轴输出电压u

Permanent magnet synchronous motor system and magnetic flux weakening control method and device thereof

The invention discloses a permanent magnet synchronous motor system and a magnetic weakening control method and a device thereof. The method comprises the following steps: obtaining the D shaft output voltage u in a rotating coordinate system of the permanent magnet synchronous motor system;

【技术实现步骤摘要】
永磁同步电机系统及其弱磁控制方法和装置
本专利技术涉及电机控制
，特别涉及一种永磁同步电机系统的弱磁控制方法、一种永磁同步电机系统的弱磁控制装置以及一种永磁同步电机系统。
技术介绍
永磁同步电机以其控制性能好、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，例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。相关技术中的弱磁控制方法大多采用对输出电压幅值闭环反馈进行弱磁电流调节。但是其存在的问题是，限制D轴电压，造成弱磁电流(D轴电流)跟踪不好，影响弱磁控制性能。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种永磁同步电机系统的弱磁控制方法，能够保持D轴电流的完全跟踪，改善弱磁控制性能。本专利技术的另一个目的在于提出一种永磁同步电机系统的弱磁控制装置。本专利技术的又一个目的在于提出一种永磁同步电机系统。为达到上述目的，本专利技术一方面实施例提出的一种永磁同步电机系统的弱磁控制方法，包括以下步骤：获取所述永磁同步电机系统的旋转坐标系下的D轴输出电压ud和Q轴输出电压uq；获取输出电压限制阈值，并根据所述D轴输出电压和所述输出电压限制阈值获取Q轴电压限制阈值；根据所述Q轴输出电压uq和所述Q轴电压限制阈值生成弱磁电流，并将所述弱磁电流叠加至所述永磁同步电机系统的D轴电流闭环，以对永磁同步电机进行弱磁控制。根据本专利技术实施例提出的永磁同步电机系统的弱磁控制方法，先获取永磁同步电机系统的旋转坐标系下的D轴输出电压ud和Q轴输出电压uq，然后获取输出电压限制阈值，并根据D轴输出电压和输出电压限制阈值获取Q轴电压限制阈值，进而根据Q轴输出电压uq和Q轴电压限制阈值生成弱磁电流，并将弱磁电流叠加至永磁同步电机系统的D轴电流闭环，以对永磁同步电机进行弱磁控制。由此，本专利技术实施例的方法采用Q轴电压误差进行闭环反馈的弱磁控制，保持D轴电流的完全跟踪，能够避免D轴电流在输入交流电压本身周期波动特性和负载波动的情况下不稳定，改善弱磁控制性能。根据本专利技术的一个实施例，获取所述输出电压限制阈值，包括：获取所述永磁同步电机系统的旋转坐标系下的D轴输出电压ud和Q轴输出电压uq或者静止坐标系下的α轴输出电压uα和β轴输出电压uβ，并根据D轴输出电压ud和Q轴输出电压uq获取期望输出电压us或根据所述α轴输出电压uα和β轴输出电压uβ获取期望输出电压us；根据所述期望输出电压us和所述永磁同步电机系统的直流母线电压计算所述输出电压限制阈值。根据本专利技术的一个实施例，所述输出电压限制阈值小于等于所述永磁同步电机系统的直流母线电压的倍。根据本专利技术的一个实施例，根据以下公式获取所述Q轴电压限制阈值：其中，uqlim为所述Q轴电压限制阈值，ulim为所述输出电压限制阈值，ud为所述D轴输出电压。根据本专利技术的一个实施例，所述根据所述Q轴输出电压uq和所述Q轴电压限制阈值生成弱磁电流，包括：获取所述Q轴电压限制阈值与所述Q轴输出电压uq的幅值之间的电压差值；根据所述电压差值和预设PI控制模型生成所述弱磁电流。根据本专利技术的一个实施例，在根据所述Q轴输出电压uq和所述Q轴电压限制阈值生成弱磁电流后，所述方法还包括：根据预设限幅模型对所述弱磁电流进行限制，以使所述永磁同步电机系统根据限幅后的所述弱磁电流进行弱磁控制。根据本专利技术的一个实施例，弱磁控制带宽小于所述D轴电流闭环带宽且大于输入至所述永磁同步电机系统的交流电源的频率的2倍。为达到上述目的，本专利技术另一方面实施例提出的一种永磁同步电机系统的弱磁控制装置，包括：第一获取模块，用于获取所述永磁同步电机系统的旋转坐标系下的D轴输出电压ud和Q轴输出电压uq；第二获取模块，用于获取输出电压限制阈值；弱磁控制模块，用于根据所述D轴输出电压和所述输出电压限制阈值获取Q轴电压限制阈值，并根据所述Q轴输出电压uq和所述Q轴电压限制阈值生成弱磁电流，并将所述弱磁电流叠加至所述永磁同步电机系统的D轴电流闭环，以对永磁同步电机进行弱磁控制。根据本专利技术实施例提出的永磁同步电机系统的弱磁控制装置，先通过第一获取模块获取永磁同步电机系统的旋转坐标系下的D轴输出电压ud和Q轴输出电压uq，并通过第二获取模块获取输出电压限制阈值，进而弱磁控制模块根据D轴输出电压和输出电压限制阈值获取Q轴电压限制阈值，并根据Q轴输出电压uq和Q轴电压限制阈值生成弱磁电流，并将弱磁电流叠加至永磁同步电机系统的D轴电流闭环，以对永磁同步电机进行弱磁控制。由此，本专利技术实施例的装置采用Q轴电压误差进行闭环反馈的弱磁控制，保持D轴电流的完全跟踪，能够避免D轴电流在输入交流电压本身周期波动特性和负载波动的情况下不稳定，改善弱磁控制性能。根据本专利技术的一个实施例，所述第二获取模块进一步用于，获取所述永磁同步电机系统的旋转坐标系下的D轴输出电压ud和Q轴输出电压uq或者静止坐标系下的α轴输出电压uα和β轴输出电压uβ，并根据D轴输出电压ud和Q轴输出电压uq获取期望输出电压us或根据所述α轴输出电压uα和β轴输出电压uβ获取期望输出电压us，并根据所述期望输出电压us和所述永磁同步电机系统的直流母线电压计算所述输出电压限制阈值。根据本专利技术的一个实施例，所述输出电压限制阈值小于等于所述永磁同步电机系统的直流母线电压的倍。根据本专利技术的一个实施例，所述弱磁控制模块根据以下公式获取所述Q轴电压限制阈值：其中，uqlim为所述Q轴电压限制阈值，ulim为所述输出电压限制阈值，ud为所述D轴输出电压。根据本专利技术的一个实施例，所述弱磁控制模块进一步用于，获取所述Q轴电压限制阈值与所述Q轴输出电压uq的幅值之间的电压差值，并根据所述电压差值和预设PI控制模型生成所述弱磁电流。根据本专利技术的一个实施例，在根据所述Q轴输出电压uq和所述Q轴电压限制阈值生成弱磁电流后，所述弱磁控制模块还根据预设限幅模型对所述弱磁电流进行限制，以使所述永磁同步电机系统根据限幅后的所述弱磁电流进行弱磁控制。根据本专利技术的一个实施例，弱磁控制带宽小于所述D轴电流闭环带宽且大于输入至所述永磁同步电机系统的交流电源的频率的2倍。为达到上述目的，本专利技术又一方面实施例提出的一种永磁同步电机系统，包括所述的永磁同步电机系统的弱磁控制装置。根据本专利技术实施例提出的永磁同步电机系统，通过上述的弱磁控制装置，采用Q轴电压误差进行闭环反馈的弱磁控制，保持D轴电流的完全跟踪，能够避免D轴电流在输入交流电压本身周期波动特性和负载波动的情况下不稳定，改善弱磁控制性能。附图说明图1是根据本专利技术实施例的永磁同步电机系统的弱磁控制方法的流程图；图2是根据本专利技术一个实施例的永磁同步电机的控制电路的拓扑示意图；图3是根据本专利技术一个实施例的旋转坐标系与静止坐标系的关系示意图；图4是根据本专利技术一个实施例的空间电压调制的示意图；图5是根据本专利技术另一个实施例的空间电压调制的示意图；图6是根据本专利技术一个实施例的永磁同步电机系统的弱磁控制方法的控制框图；图7是根据本专利技术一个实施例的永磁同步电机系统的矢量控制框图，其中，永磁同步电机为表贴式永磁同步电机；图8是根据本专利技术一个实施例的永磁同步电机系统的矢量控制框图，其中，永本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种永磁同步电机系统的弱磁控制方法，其特征在于，包括以下步骤：获取所述永磁同步电机系统的旋转坐标系下的D轴输出电压u

【技术特征摘要】
1.一种永磁同步电机系统的弱磁控制方法，其特征在于，包括以下步骤：获取所述永磁同步电机系统的旋转坐标系下的D轴输出电压ud和Q轴输出电压uq；获取输出电压限制阈值，并根据所述D轴输出电压和所述输出电压限制阈值获取Q轴电压限制阈值；根据所述Q轴输出电压uq和所述Q轴电压限制阈值生成弱磁电流，并将所述弱磁电流叠加至所述永磁同步电机系统的D轴电流闭环，以对永磁同步电机进行弱磁控制。2.根据权利要求1所述的永磁同步电机系统的弱磁控制方法，其特征在于，获取所述输出电压限制阈值，包括：获取所述永磁同步电机系统的旋转坐标系下的D轴输出电压ud和Q轴输出电压uq或者静止坐标系下的α轴输出电压uα和β轴输出电压uβ，并根据D轴输出电压ud和Q轴输出电压uq获取期望输出电压us或根据所述α轴输出电压uα和β轴输出电压uβ获取期望输出电压us；根据所述期望输出电压us和所述永磁同步电机系统的直流母线电压计算所述输出电压限制阈值。3.根据权利要求1所述的永磁同步电机系统的弱磁控制方法，其特征在于，所述输出电压限制阈值小于等于所述永磁同步电机系统的直流母线电压的倍。4.根据权利要求1所述的永磁同步电机系统的弱磁控制方法，其特征在于，根据以下公式获取所述Q轴电压限制阈值：其中，uqlim为所述Q轴电压限制阈值，ulim为所述输出电压限制阈值，ud为所述D轴输出电压。5.根据权利要求1所述的永磁同步电机系统的弱磁控制方法，其特征在于，所述根据所述Q轴输出电压uq和所述Q轴电压限制阈值生成弱磁电流，包括：获取所述Q轴电压限制阈值与所述Q轴输出电压uq的幅值之间的电压差值；根据所述电压差值和预设PI控制模型生成所述弱磁电流。6.根据权利要求1或5所述的永磁同步电机系统的弱磁控制方法，其特征在于，在根据所述Q轴输出电压uq和所述Q轴电压限制阈值生成弱磁电流后，所述方法还包括：根据预设限幅模型对所述弱磁电流进行限制，以使所述永磁同步电机系统根据限幅后的所述弱磁电流进行弱磁控制。7.根据权利要求1所述的永磁同步电机系统的弱磁控制方法，其特征在于，弱磁控制带宽小于所述D轴电流闭环带宽且大于输入至所述永磁同步电机系统的交流电源的频率的2倍。8.一种永磁同步电机系统的弱磁控制装置，其特征在于，包括：第一获取模块，...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄招彬，
申请(专利权)人：广东美的制冷设备有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44