高压高速开关驱动电机控制方法技术

本申请涉及一种高压高速开关驱动电机控制方法，该方法包括：通过获取电机运行参数和电机器件属性参数；基于电机运行参数确定滑模变量值，以及基于滑模变量值确定滑模面；将电机运行参数、电机器件属性参数、滑模变量值和滑模面输入至预设的第一控制模型中，得到目标电压；目标电压调节逆变器的输出电压，输出电压为电机的供电电压。也即是，本申请是根据电机的运行参数和电机器件属性参数，设计滑模面和第一控制模型，并由该滑模面和第一控制模型构建滑模控制器，滑模控制器根据电机运行参数和电机器件属性参数确定电机的目标电压。当逆变器的输出电压为该目标电压时，可以抑制逆变器非线性畸变电压导致的转矩脉动。器非线性畸变电压导致的转矩脉动。器非线性畸变电压导致的转矩脉动。

【技术实现步骤摘要】
高压高速开关驱动电机控制方法


[0001]本申请涉及电机控制
，特别是涉及一种高压高速开关驱动电机控制方法。

技术介绍

[0002]在电力工业，电机作为电能生产、输送和应用的主要装置，在农业、工矿企业、国防、交通运输业和科学文化以及日常生活等方面得到广泛应用。
[0003]以永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor，PMSM)为例，永磁同步电机具有结构简单、体积小、重量轻、功率因数高等优越性能，在结构、效率和控制性能等方面完全满足了现代高性能伺服系统对高精度、稳定性好、响应速度快的要求。为了使永磁同步电机能在精密驱动领域中应用，需要永磁同步电机提供较小的转矩脉动，然而，永磁同步电机在驱动过程中使用三相电压源逆变器供电，三相电压源逆变器的输出电压存在非线性畸变，而这种非线性畸变电压会导致永磁同步电机的电流发生畸变，使永磁同步电机产生较大的转矩脉动，影响了永磁同步电机的性能，增大永磁同步电机的损耗。
[0004]因此，亟需一种抑制永磁同步电机产生较大的转矩脉动的方法。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够有效抑制转矩脉动的高压高速开关驱动电机控制方法。
[0006]一方面，提供了一种电机控制方法，该方法包括：
[0007]获取电机运行参数和电机器件属性参数；
[0008]基于电机运行参数确定滑模变量值，以及基于滑模变量值确定滑模面；
[0009]将电机运行参数、电机器件属性参数、滑模变量值和滑模面输入至预设的第一控制模型中，得到目标电压；目标电压用于调节逆变器的输出电压，输出电压为电机的供电电压。
[0010]在其中一个实施例中，电机运行参数包括电机的定子相电流；
[0011]则基于电机运行参数确定滑模变量值，包括：
[0012]根据电机的定子相电流确定电机在旋转坐标系下的坐标轴测量电流；
[0013]根据旋转坐标系下的坐标轴测量电流和电机在旋转坐标系下的坐标轴目标电流，确定电流误差值；
[0014]根据电流误差值和预设的电流滑模面函数，确定滑模变量值。
[0015]在其中一个实施例中，坐标轴测量电流包括直轴测量电流和交轴测量电流；坐标轴目标电流包括直轴目标电流和交轴目标电流；
[0016]则电流误差值包括直轴测量电流和直轴目标电流之间的直轴电流误差值，以及交轴测量电流和交轴目标电流之间的交轴电流误差值。
[0017]在其中一个实施例中，根据电机的定子相电流确定电机在旋转坐标系下的坐标轴
测量电流，包括：
[0018]通过第一变换函数，将电机的定子相电流转换为静止坐标系下的坐标轴测量电流；
[0019]通过第二变换函数，将静止坐标系下的坐标轴测量电流转换为旋转坐标系下的坐标轴测量电流。
[0020]在其中一个实施例中，电机运行参数包括电机的转子转速；
[0021]在根据坐标轴测量电流和电机在旋转坐标系下的坐标轴目标电流，确定电流误差值之前，该电机控制方法还包括：
[0022]根据电机的转子转速和预设的目标转速，确定转速误差值；
[0023]根据预设的第二控制模型和转速误差值，获取电机在旋转坐标系下的坐标轴目标电流。
[0024]在其中一个实施例中，基于滑模变量值确定滑模面，包括：
[0025]将滑模变量值和滑模系数输入预设的系统滑模面函数中，得到滑模面。
[0026]在其中一个实施例中，电机运行参数包括电机的定子相电流和转子转速；电机器件属性参数包括定子电阻、旋转坐标系下的坐标轴电感和永磁体转子磁链；滑模变量值包括直轴滑模变量值和交轴滑模变量值；滑模面包括直轴滑模面和交轴滑模面；第一控制模型包括直轴电流控制函数和交轴电流控制函数；目标电压包括直轴目标电压和交轴目标电压；
[0027]相应地，将电机运行参数、电机器件属性参数、滑模变量值和滑模面输入至预设的第一控制模型中，得到目标电压，包括：
[0028]将直轴测量电流、交轴测量电流、转子转速、定子电阻、旋转坐标系下的坐标轴电感、直轴滑模变量和直轴滑模面，作为直轴电流控制函数的输入，通过直轴电流控制函数输出直轴目标电压；直轴测量电流和交轴测量电流是根据电机的定子相电流确定的；
[0029]将直轴测量电流、交轴测量电流、转子转速、定子电阻、旋转坐标系下的坐标轴电感、永磁体转子磁链、交轴滑模变量值和交轴滑模面，作为交轴电流控制函数的输入，通过交轴电流控制函数输出交轴目标电压。
[0030]在其中一个实施例中，该电机控制方法还包括：
[0031]通过第二变换函数的逆变换，将直轴目标电压和交轴目标电压转换为静止坐标系下的坐标轴目标电压；
[0032]对静止坐标系下的坐标轴目标电压进行脉冲宽度调制，得到逆变器模块的开关信号；开关信号用于调整逆变器的输出电压，且当逆变器以输出电压为电机供电时，电机的实际转子转速与预设的目标转速相同。
[0033]另一方面，提供了一种电机控制装置，该装置包括：
[0034]获取模块，用于获取电机运行参数和电机器件属性参数；
[0035]确定模块，用于基于电机运行参数确定滑模变量值，以及基于滑模变量值确定滑模面；
[0036]控制模块，用于将电机运行参数、电机器件属性参数、滑模变量值和滑模面输入至预设的第一控制模型中，得到目标电压；目标电压调节逆变器的输出电压，输出电压为电机的供电电压。
[0037]另一方面，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述一方面提供的任一项电机控制方法的步骤。
[0038]另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述一方面提供的任一项电机控制方法的步骤。
[0039]上述高压高速开关驱动电机控制方法，获取电机运行参数和电机器件属性参数；基于电机运行参数确定滑模变量值，以及基于滑模变量值确定滑模面；将电机运行参数、电机器件属性参数、滑模变量值和滑模面输入至预设的第一控制模型中，得到目标电压；目标电压调节逆变器的输出电压，输出电压为电机的供电电压。也即是，在电机控制过程中，根据需要控制的电机参数设计的滑模控制器，可以在输入电机运行参数和电机器件属性参数的情况下，输出驱动电机的目标电压。如此，当逆变器的输出电压为该目标电压时，可以消除逆变器输出的非线性畸变电压，当逆变器基于该目标电压驱动电机时，可以使电机输出稳定的转矩。
附图说明
[0040]图1为本申请一个实施例中电机控制系统的结构示意图；
[0041]图2为本申请一个实施例中电机控制方法的流程示意图；
[0042]图3为本申请一个实施例中三相坐标系
‑
两相坐标系的变换示意图；
[0043]图4为本申请另一个实施例中电机控制方法的流程示意图；
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电机控制方法，其特征在于，所述方法包括：获取电机运行参数和电机器件属性参数；基于所述电机运行参数确定滑模变量值，以及基于所述滑模变量值确定滑模面；将所述电机运行参数、所述电机器件属性参数、所述滑模变量值和所述滑模面输入至预设的第一控制模型中，得到目标电压；所述目标电压用于调节逆变器的输出电压，所述输出电压为所述电机的供电电压。2.根据权利要求1所述的电机控制方法，其特征在于，所述电机运行参数包括所述电机的定子相电流；则所述基于所述电机运行参数确定滑模变量值，包括：根据所述电机的定子相电流确定所述电机在旋转坐标系下的坐标轴测量电流；根据所述旋转坐标系下的坐标轴测量电流和所述电机在旋转坐标系下的坐标轴目标电流，确定电流误差值；根据所述电流误差值和预设的电流滑模面函数，确定所述滑模变量值。3.根据权利要求2所述的电机控制方法，其特征在于，所述坐标轴测量电流包括直轴测量电流和交轴测量电流；所述坐标轴目标电流包括直轴目标电流和交轴目标电流；则所述电流误差值包括所述直轴测量电流和直轴目标电流之间的直轴电流误差值，以及所述交轴测量电流和交轴目标电流之间的交轴电流误差值。4.根据权利要求2或3所述的电机控制方法，其特征在于，所述根据所述电机的定子相电流确定所述电机在旋转坐标系下的坐标轴测量电流，包括：通过第一变换函数，将所述电机的定子相电流转换为静止坐标系下的坐标轴测量电流；通过第二变换函数，将所述静止坐标系下的坐标轴测量电流转换为所述旋转坐标系下的坐标轴测量电流。5.根据权利要求2或3所述的电机控制方法，其特征在于，所述电机运行参数包括所述电机的转子转速；在所述根据所述坐标轴测量电流和所述电机在旋转坐标系下的坐标轴目标电流，确定电流误差值之前，所述电机控制方法还包括：根据所述电机的转子转速和预设的目标转速，确定转速误差值；根据预设的第二控制模型和所述转速误差值，获取所述电机在旋转坐标系下的坐标轴目标电流。6.根据权利要求1
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3任一项所述的电机控制方法，其特征在于，所述基于所述滑模变量值确定滑模面，包括：将所述滑模变量值和滑模系数输入...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱博，徐攀腾，严海健，谷裕，李建勋，宋述波，郑星星，李倩，杨学广，
申请(专利权)人：中国南方电网有限责任公司超高压输电公司广州局，
类型：发明
国别省市：