一种内置永磁同步电机弱磁控制方法与流程

1.本发明涉及电机控制技术领域，具体涉及一种内置永磁同步电机弱磁控制方法。


背景技术：

2.当驱动器输出较高的频率时，由于驱动器输出电压限制，速度无法继续提升，需要通过弱磁来提升速度，即当驱动器输出电压到达极限时，通过调节定子电流，增加直轴去磁电流，反向增加的去磁电流将减弱永磁体直轴磁场，从而提升电机转速。现有弱磁技术依赖电机参数，计算复杂，需要大量实验数据，鲁棒性和实用性不强。在恒转矩区和弱磁区切换时，会出现电流突变影响电机运行的稳定性的问题。


技术实现要素：

3.为此，本发明提供一种内置永磁同步电机弱磁控制方法，本发明阐述的方法，简单清晰，易于实现，不依赖电机参数，鲁棒性强，恒转矩区和弱磁区切换运行稳定。
4.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种内置永磁同步电机弱磁控制方法，该方法包括以下步骤：
5.步骤s1，通过驱动器的采样模块直接采样获取直流母线电压u
dc
，根据电流环的输出直接获取d轴控制电压ud和q轴控制电压uq，执行步骤s2；
6.步骤s2，根据直流母线电压计算得到极限电压执行步骤3；
7.步骤s3，根据d轴控制电压ud和q轴控制电压uq，计算获得驱动器输出电压u
out
。将u
out
和u
max
做差得到
△
u，
△
u经过pi调节器调节，输出
△
id，执行步骤s4；
8.步骤s4，判断若
△
id≥0，则说明输出电压没有超过极限电压，令
△
id＝0，d轴不执行弱磁，则id*等于d轴给定电流id；
9.若
△
id＜0，则说明输出电压超过极限值，将
△
id叠加到d轴给定电流id，得到弱磁电流id*，执行步骤s5；
10.步骤s5，根据速度环给定转矩值te，通过电磁转矩方程，得到q轴给定电流iq*。执行步骤6；
11.步骤s6，弱磁后的电流id*和计算得到iq*作为给定电流输入到电流环中。
12.优选的，在步骤s3中，根据d轴控制电压ud和q轴控制电压uq，计算获得驱动器输出电压u
out
，
13.优选的，在步骤s4中，d轴给定电流id根据mtpa算法电流给定方程可以计算得出：
[0014][0015]
其中，永磁同步电机ld≠lq，id为d轴电流给定值，te为速度环输出转矩值，pn为电机极对数，为永磁磁链值，lq为q轴电感值，ld为d轴电感值。
[0016]
优选的，在步骤s4中，若
△
id＜0，则说明输出电压超过极限值，将
△
id叠加到d轴给定电流id弱磁电流id*，弱磁电流id*＝id+
△
id。
[0017]
优选的，在步骤s5中，电磁转矩方程为：
[0018][0019]
其中，永磁同步电机ld≠lq，id为d轴电流给定值，te为速度环输出转矩值，pn为电机极对数，为永磁磁链值，lq为q轴电感值，ld为d轴电感值，iq为q轴电流给定值。
[0020]
优选的，弱磁后的q轴电流
[0021]
其中，is为极限电流，id*为弱磁后的d轴电流。
[0022]
优选的，极限电流is设置为电机的额定电流值i1或者驱动器的额定电流值i2；
[0023]
若i1＜i2，则is＝i1；
[0024]
若i1≥i2，则is＝i2。
[0025]
本发明的有益效果是：
[0026]
本发明当驱动器输出较高的频率时，即当驱动器输出电压到达极限时，通过调节定子电流，增加直轴去磁电流，反向增加的去磁电流将减弱永磁体直轴磁场，从而提升电机转速。该方法简单清晰，易于实现，不依赖电机参数，鲁棒性强，恒转矩区和弱磁区切换运行稳定。
附图说明
[0027]
图1为本发明提供的获得弱磁电流id*的方法流程图；
[0028]
图2为本发明提供的获得弱磁电流iq*的方法流程图；
[0029]
图3为本发明提供的内置式永磁同步电机弱磁控制方法流程图。
具体实施方式
[0030]
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释发明，并不用于限定本发明。
[0031]
参照附图1-3，本发明提供的一种内置永磁同步电机弱磁控制方法，该方法包括以下步骤：
[0032]
步骤s1，通过驱动器的采样模块直接采样获取直流母线电压u
dc
，根据电流环的输出直接获取d轴控制电压ud和q轴控制电压uq，执行步骤s2；
[0033]
步骤s2，根据直流母线电压计算得到极限电压执行步骤3；
[0034]
步骤s3，根据d轴控制电压ud和q轴控制电压uq，计算获得驱动器输出电压u
out
。将u
out
和u
max
做差得到
△
u，
△
u经过pi调节器调节，输出
△
id，执行步骤s4；
[0035]
步骤s4，判断若
△
id≥0，则说明输出电压没有超过极限电压，令
△
id＝0，d轴不执行弱磁，则id*等于d轴给定电流id；
[0036]
若
△
id＜0，则说明输出电压超过极限值，将
△
id叠加到d轴给定电流id，得到弱磁电流id*，执行步骤s5；
[0037]
步骤s5，根据速度环给定转矩值te，通过电磁转矩方程，得到q轴给定电流iq*。执行
步骤6；
[0038]
步骤s6，弱磁后的电流id*和计算得到iq*作为给定电流输入到电流环中。
[0039]
进一步地说，在步骤s3中，根据d轴控制电压ud和q轴控制电压uq，计算获得驱动器输出电压u
out
，
[0040]
进一步地说，在步骤s4中，d轴给定电流id根据mtpa算法电流给定方程可以计算得出：
[0041][0042]
其中，永磁同步电机ld≠lq，id为d轴电流给定值，te为速度环输出转矩值，pn为电机极对数，为永磁磁链值，lq为q轴电感值，ld为d轴电感值。
[0043]
进一步地说，在步骤s4中，若
△
id＜0，则说明输出电压超过极限值，将
△
id叠加到d轴给定电流id弱磁电流id*，弱磁电流id*＝id+
△
id。
[0044]
5、根据权利要求1所述的一种内置永磁同步电机弱磁控制方法，其特征在于，在步骤s5中，电磁转矩方程为：
[0045][0046]
其中，永磁同步电机ld≠lq，id为d轴电流给定值，te为速度环输出转矩值，pn为电机极对数，为永磁磁链值，lq为q轴电感值，ld为d轴电感值，iq为q轴电流给定值。
[0047]
进一步地说，弱磁后的q轴电流
[0048]
其中，is为极限电流，id*为弱磁后的d轴电流。
[0049]
进一步地说，极限电流is设置为电机的额定电流值i1或者驱动器的额定电流值i2；
[0050]
若i1＜i2，则is＝i1；
[0051]
若i1≥i2，则is＝i2。
[0052]
本发明实施例提供了一种内置永磁同步电机弱磁控制方法，通过驱动器的采样模块直接采样获取直流母线电压u
dc
；
[0053][0054]
根据电流环的输出直接获取d轴控制电压ud和q轴控制电压uq，根据直流母线电压计算得到极限电压
[0055]
根据d轴控制电压ud和q轴控制电压uq，计算获得驱动器输出电压u
out
，将u
out
和u
max
做差得到
△
u，
△
u经过pi调节器调节，输出
△
id；
[0056]
通过判断
△
id的值得到id*；
[0057]
根据速度环给定转矩值te，通过电磁转矩方程，得到q轴给定电流iq*；
[0058]
将弱磁后的电流id*和计算得到iq*作为给定电流输入到电流环中。
[0059]
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案对本发明加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本发明的
技术方案所进行的任何简单修改或等同置换，尽属于本发明要求保护的范围。