专利名称：永磁同步电机传动控制方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电动机控制技术，尤其涉及一种永磁同步电机传动控制方法及装置。
背景技术：
永磁同步电机因具有体积小、重量轻、效率高、节约能源、运行速度高等优点，正日益得到越来越广泛的应用。目前，控制永磁同步电机的方式主要有2种，一种是矢量控制方式，另一种是直接转矩控制方式。矢量控制方式是将实际的三相定子电流等效为转子坐标系下的d轴实际电流isd和q轴实际电流isq(以转子永磁体基波励磁磁场轴线为d轴，逆时钟方向旋转90度电角度为q轴)；并且给永磁同步电机的传动控制系统给定总电流，并将给定总电流经过最大转矩电流比(Maximum Torque PerAmpere, MTPA)控制计算出d轴给定电流，再将给定总电流和d轴给定电流相减计算出q轴给定电流；然后将d轴给定电流&和d轴实际电流ids、q轴给定电流&和q轴实际电流、进行解耦控制，解耦控制的实质也就是通过PI调节使。=&，isq = hq。当Isd = C1 ,Lq =‘时的电压作为d轴电压Usd和q轴电压uS(1，对得到的Usd和Ustl进行调制，将调制后得到的开关信号通过逆变器转换为三相交流电输入到永磁同步电机，驱动永磁同步电机运行，从而实现对永磁同步电机的矢量控制。在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题现有技术根据给定总电流计算d轴给定电流，然后将给定总电流和d轴给定电流相减得到q轴给定电流，但是根据d轴给定电流和q轴给定电流不一定能获得预期的转矩，从而可能会导致输出转矩不稳定，鲁棒性差。
发明内容
本发明实施例提供一种永磁同步电机传动控制方法及装置，用以解决现有技术中转矩给定复杂，鲁棒性差的缺陷。本发明提供了一种永磁同步电机传动控制方法，将等效于转子坐标系下的d轴给定电流的控制信号和q轴给定电流的控制信号输入到解耦控制模块的步骤，所述解耦控制模块的输出调制信号到逆变器的步骤，逆变器根据所述调制信号驱动所述永磁同步电机运行的步骤；所述将等效于转子坐标系下的d轴给定电流的控制信号和q轴给定电流的控制信号输入到解耦控制模块的步骤具体包括给定转矩参数；基于所述给定的转矩参数，产生所述d轴给定电流的控制信号，并进一步根据所述给定的转矩参数和所述d轴给定电流的控制信号产生所述q轴给定电流的控制信号；将所述d轴给定电流的控制信号和所述q轴给定电流的控制信号输入到所述解耦控制模块。本发明提供了一种永磁同步电机传动控制装置，d轴给定电流控制信号产生模块，q轴给定电流控制信号产生模块，解耦控制模块、调制模块，逆变器和转矩给定模块，转矩给定模块用于给定转矩参数；所述q轴给定电流控制信号产生模块，用于基于所述转矩给定模块给定的转矩参数和所述d轴给定电流控制信号产生模块产生的d轴给定电流控制信号产生q轴给定电流控制信号，并将产生的q轴给定电流控制信号和d轴给定电流控制信号输入至所述解耦控制模块。本发明中直接给永磁同步电机给定转矩参数，然后基于给定的转矩参数产生等效于转子坐标系下的d轴给定电流的控制信号和q轴给定电流的控制信号，由于是直接基于给定转矩参数来计算d轴给定电流的控制信号和q轴给定电流的控制信号的，因此通过d 轴给定电流的控制信号和q轴给定电流的控制信号就可以获得预期的转矩，获得的转矩不仅稳定性好而且鲁棒性好。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明永磁同步电机传动控制方法实施例的流程示意图；图2为脚踏开关信号处理示意图；图3为本发明永磁同步电机传动控制装置实施例结构示意图。
具体实施例方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例1图1为本发明永磁同步电机传动控制方法实施例的流程示意图，如图1所示，该方法包括步骤101 检测永磁同步电机的直流母线电压Vde和三相定子电流ia、ib和；步骤102:检测永磁同步电机的转子位置角θ，根据该转子位置角θ计算永磁同步电机转速ω^并根据转子位置角θ将ia、ib和i。等效为转子坐标系下电流的控制信号， 即d轴实际电流的控制信号isd和q轴实际电流的控制信号isq ；在实际控制中，检测到的是永磁同步电机的三相定子电流，需要将三相定子坐标下的电流经过坐标变换，等效为转子坐标系下电流的控制信号。要实现定子坐标系到转子坐标系的变换，必须实时检测永磁同步电机的转子位置，常用的转子位置由增量式光电编码器、绝对式光电编码器或旋转变压器等检测传感器进行检测，本发明实施例以旋转变压器为例进行说明。具体的，采用公式⑴计算永磁同步电机转速ω〃
权利要求
1.一种永磁同步电机传动控制方法，包括将等效于转子坐标系下的d轴给定电流的控制信号和q轴给定电流的控制信号输入到解耦控制模块的步骤，所述解耦控制模块输出调制信号到逆变器的步骤，逆变器根据所述调制信号驱动所述永磁同步电机运行的步骤；其特征在于所述将等效于转子坐标系下的d轴给定电流的控制信号和q轴给定电流的控制信号输入到解耦控制模块的步骤具体包括给定转矩参数；基于所述给定的转矩参数，产生所述d轴给定电流的控制信号，并进一步根据所述给定的转矩参数和所述d轴给定电流的控制信号产生所述q轴给定电流的控制信号；将所述d轴给定电流的控制信号和所述q轴给定电流的控制信号输入到所述解耦控制模块。
2.根据权利要求1所述的永磁同步电机传动控制方法，其特征在于还包括当所述永磁同步电机转速超过最大限制速度时，对所述永磁同步电机转速进行PI调节，将所述永磁同步电机转速控制在所述述最大限制速度。
3.根据权利要求1所述的永磁同步电机传动控制方法，其特征在于给定转矩参数，包括以给定电压的方式给定转矩参数。
4.根据权利要求3所述的永磁同步电机传动控制方法，其特征在于以给定电压的方式给定转矩参数，包括通过脚踏板给定电压，并将脚踏板输出的电压通过线性隔离转换为所述永磁同步电机牵引所述逆变器的工作电压，并将所述转换后的最大工作电压值转换为所述脚踏板张开的程度的最大值，通过所述脚踏板张开的程度给所述永磁同步电机给定转矩。
5.根据权利要求1所述的永磁同步电机传动控制方法，其特征在于通过如下公式根据所述给定的转矩参数和所述d轴给定电流的控制信号产生所述q轴给定电流的控制信号* 3 ( \ * Te =^Pn [hq￥ f + \Ld~ Lq 少Vsd ■其中，Pn为极对数， 为永磁体在电机气隙中产生的磁链，Ld为d轴电感，Ltl为q轴电感，7；为给定的转矩参数，。为d轴给定电流的控制信号，‘为q轴给定电流的控制信号。
6.一种永磁同步电机传动控制装置，包括d轴给定电流控制信号产生模块，q轴给定电流控制信号产生模块，解耦控制模块，调制模块和逆变器，其特征在于所述装置还包括转矩给定模块，用于给定转矩参数；所述q轴给定电流控制信号产生模块，用于基于所述转矩给定模块给定的转矩参数和所述d轴给定电流控制信号产生模块产生的d轴给定电流控制信号产生q轴给定电流控制信号，并将产生的q轴给定电流控制信号和d轴给定电流控制信号输入至所述解耦控制模块。
7.根据权利要求6所述的永磁同步电机传动控制装置，其特征在于还包括PI调节器，用于当所述永磁同步电机转速超过最大限制速度时，将所述永磁同步电机转速控制在所述最大限制速度。
8.根据权利要求6或7所述的永磁同步电机传动控制装置，其特征在于所述转矩给定模块，具体用于以给定电压的方式给定转矩参数。
9.根据权利要求8所述的永磁同步电机传动控制装置，其特征在于所述转矩给定模块包括第一转换单元，用于将通过脚踏板给定的电压通过线性隔离转换为所述永磁同步电机牵引所述逆变器的工作电压；第二转换单元，用于将所述第一转换单元转换后的工作电压转换为所述脚踏板张开的预设份数，通过所述脚踏板张开的份数给所述永磁同步电机给定转矩。
10.根据权利要求9所述的永磁同步电机传动控制装置，其特征在于所述转矩给定模块通过如下公式产生所述q轴给定电流控制信号产生模块T: =\pn t's> / + (A/ - Lq )sV'sd ]其中，Pn为极对数，Vf为永磁体在电机气隙中产生的磁链(链过定子绕组)，Ld为d 轴电感，Ltl为q轴电感，7；为给定的转矩参数，&为d轴给定电流的控制信号，‘为q轴给定电流的控制信号。
全文摘要
本发明提供一种永磁同步电机传动控制方法及装置，属于自动控制技术领域。该方法包括基于给定的转矩参数，产生d轴给定电流的控制信号，并进一步根据所述给定的转矩参数和所述d轴给定电流的控制信号产生q轴给定电流的控制信号，并将所述d轴给定电流的控制信号和所述q轴给定电流的控制信号输入到所述解耦控制模块的步骤，所述解耦控制模块输出调制信号到逆变器的步骤，逆变器根据所述调制信号驱动所述永磁同步电机运行的步骤。该装置包括d轴给定电流控制信号产生模块，q轴给定电流控制信号产生模块，解耦控制模块、调制模块、逆变器和转矩给定模块。通过本发明获得的永磁同步电机的转矩较稳定且鲁棒性好。
文档编号H02P21/14GK102386836SQ20101026886
公开日2012年3月21日 申请日期2010年8月27日 优先权日2010年8月27日
发明者梁培志, 段迎洁, 程卫东, 荆跃鹏, 陈振强, 陈振锋 申请人:永济新时速电机电器有限责任公司