利用弱磁算法对d轴、q 轴电流进行分配，得到d轴电流指令值Z'巧的轴电流指令值
[005引13)将电流指令值（、电流指令值心分别与电流检测值iq、id比较，比较值分别作为 第=PI调节器内q轴电流环PI调节器、d轴电流环PI调节器的输入，经过运算处理分别得到q 轴电流环PI调节器、d轴电流环PI调节器的输出，即参考电压<、為;
[0054] 14)将参考电压和转子旋转过的电角度0输入到SVPWM模块，由SVPWM模块计 算出S相P歷占空比，并将输出的相应的S相P丽波形输入到逆变器，由逆变器根据相应的 =相HVM波形输出=相电压到永磁同步电机，驱动永磁同步电机工作。例如，W-台无电解 电容逆变器驱动凸极式=相永磁同步电机为例，如图6和图7所示，本发明的控制策略能够 显著提高电源侧功率因数，同时使电机转速得到控制。
[0055] 综上所述，本发明W基于无电容逆变器驱动凸极式=相永磁同步电机为例介绍电 机驱动系统控制策略，但并不仅限于永磁同步电机，同样可W适用于直流侧电容减少或取 消的交流电机驱动系统中。本发明的控制方法可W在交流电机控制系统中获得广泛应用， 用于减少或取消直流侧电容，从而减小系统体积重量，降低成本。
[0056] 上述各实施例仅用于说明本发明，各部件的结构、尺寸、设置位置及形状都是可W 有所变化的，在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件进行的改进和等 同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。
【主权项】
1. 一种减少直流侧电容的交流电机驱动控制方法，W传统永磁同步电机为例，其特征 在于包括W下步骤： 1) 设置一包括交流电机的驱动系统、交流电机、电流传感器、坐标变换模块、位置传感 器、转速计算模块、比较器、速度环PI调节器、锁相环、电容电压环PI调节器、q轴电流环PI调 节器、d轴电流环PI调节器、SVPWM模块和逆变器的控制系统； 2) 电流传感器将检测到的永磁同步电机的定子电流ia、i。传输至坐标变换模块内，进行 abc/αβ的坐标变换，得到两相静止坐标系下的电流分量ia、ie; 3) 在坐标变换模块内，根据接收到的由位置传感器传输至的永磁同步电机转子旋转过 的电角度Θ，对两相静止坐标系下的电流分量ia、ie再进行邮/dq坐标变换，得到两相同步旋 转dq坐标系下的电流检测值id、iq; 4) 永磁同步电机转子旋转过的电角度Θ输入至转速计算模块内，对电角度Θ进行微分， 得到转速反馈值ω; 5) 将步骤4)得到的转速反馈值ω与预先给定的转速指令值ω气俞入至速度环PI调节器， 经过运算处理得到转矩指令值這; 6) 驱动系统的交流输入电压传输至锁相环后，获得其当前电压相位口 :； 7) 根据步骤5)中得到的转矩指令值梦和步骤6)得到的当前输入电压相位及采集 到的电容电压反馈值Uc和转速反馈值ω，根据功率守恒原理，得到给定母线电流指令& ; 8) 根据步骤6)得到的当前电压相位0，计算当前电容电压给定值UCref% 9) 将步骤8)得到的电容电压给定值UCre/和电容电压反馈值Uc作为电容电压环PI调节 器的输入，经过运算处理得到电流参考值4; 10) 根据步骤8)中电容电压给定值计算得到电容补偿电流右； 11) 将给定母线电流指令在、电流参考值4、电容补偿电流 <:，相加得到总的给定母线电 流C:Z':=Cl+有 +4; 12) 根据步骤11)中得到的给定母线电流Z：：，利用功率守恒原理计算得到最终的转矩给 定值當fl 13) 根据步骤12)中的转矩给定值7；ef，结合当前电机转速，利用弱磁算法对d轴、q轴电 流进行分配，得至Ijd轴电流指令值村的轴电流指令值（, 14) 将电流指令值(、电流指令值4分别与电流检测值iq、id比较，比较值分别作为第S PI调节器内q轴电流环PI调节器、d轴电流环PI调节器的输入，经过运算处理分别得至Ijq轴电 流环PI调节器、d轴电流环PI调节器的输出，即参考电压<、H;; 15) 将参考电压";、,省和转子旋转过的电角度Θ输入到SVPWM模块，由SVP丽模块计算出 Ξ相PWM占空比，并将输出的相应的Ξ相PWM波形输入到逆变器，由逆变器根据相应的Ξ相 PWM波形输出Ξ相电压到永磁同步电机，驱动永磁同步电机工作。2. 如权利要求1所述的一种减少直流侧电容的交流电机驱动控制方法，其特征在于:所 述步骤7)中，给定母线电流指令這：3. 如权利要求1所述的一种减少直流侧电容的交流电机驱动控制方法，其特征在于:所 述步骤8 )中，当前电容电压给定值UCref^为：式中，Uo为驱动系统中的交流输入电压幅值。4. 如权利要求1所述的一种减少直流侧电容的交流电机驱动控制方法，其特征在于:所 述步骤10)中，电容补偿电流在：5. 如权利要求1所述的一种减少直流侧电容的交流电机驱动控制方法，其特征在于:所 述步骤12)中，转矩给定值這。f:6. -种减少直流侧电容的交流电机驱动控制系统，其特征在于包括:交流电机的驱动 系统、交流电机、电流传感器、坐标变换模块、位置传感器、转速计算模块、比较器、第一 PI调 节器、锁相环、第二PI调节器、第ΞΡΙ调节器、SVPWM模块和逆变器;所述交流电机的驱动系 统输出端与所述交流电机输入端之间设置有所述电流传感器和位置传感器，所述电流传感 器将采集到的定子电流传输至所述坐标变换模块内，得到静止坐标系下的电流分量;所述 位置传感器将检测到的电角度分别传输至所述坐标变换模块和转速计算模块内，所述坐标 变换模块将静止坐标系下的电流分量坐标变换为同步旋转坐标系下的电流检测值，并输入 比较器内；所述转速计算模块将电角度计算得到转速反馈值;所述转速反馈值与预先给定 的转速指令值输入所述第一PI调节器内，运算后输出转矩指令值;所述驱动系统的交流输 入电压经所述锁相环获得当前电压相位，根据当前电压相位与转矩指令值得到给定母线电 流指令;所述驱动系统中的电容电压反馈值与当前电容电压给定值输入所述第二PI调节 器，运算后输出电流参考值;所述给定母线电流指令与电流参考值、驱动系统中的电容补偿 电流计算得到给定母线电流，由给定母线电流得到的电流指令值输入比较器内与电流检测 值比较，比较值输入所述第ΞΡΙ调节器内调节后将参考电压输入至所述SVPWM模块内，由所 述SVPWM模块计算出Ξ相PWM占空比后传输至所述逆变器得到Ξ相电压，经所述逆变器将Ξ 相电压传输至所述交流电机。
【专利摘要】本发明涉及一种减少直流侧电容的交流电机驱动控制系统及控制方法，定子电流经坐标变换得到两相静止坐标系下的电流分量；根据电角度得到两相同步旋转坐标系下的电流检测值和转速反馈值后，得到转矩指令值；交流输入电压经锁相环得到当前电压相位后，进而得到当前电容电压给定值及电容补偿电流；根据转矩指令值和当前输入电压相位得到给定母线电流指令；经电容电压环PI调节器运算后得到电流参考值；将给定母线电流指令、电流参考值、电容补偿电流相加得到给定母线电流后，得到d轴、q轴电流指令值，并与电流检测值比较后作为q轴、d轴电流环PI调节器的输入；经SVPWM模块和逆变器输出三相电压到永磁同步电机，驱动永磁同步电机工作。本发明能广泛在交流电机控制技术领域中应用。
【IPC分类】H02P27/08, H02P21/12
【公开号】CN105577060
【申请号】CN201610010160
【发明人】肖曦, 丁有爽, 张姝贝, 孙凯, 宋宇洋
【申请人】清华大学
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2016年1月8日