永磁同步电机控制方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种永磁同步电机控制方法及装置，方法包括：根据所述永磁同步电机的定子电流获取所述永磁同步电机的转矩电流；根据所述转矩电流控制所述永磁同步电机运行。本发明提供的永磁同步电机控制方法及装置，能够有效地提高永磁同步电机的控制精度。
【专利说明】永磁同步电机控制方法及装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种电机控制技术，尤其涉及一种永磁同步电机控制方法及装置。
【背景技术】
[0002] 电动汽车能够安全可靠运行，是通过永磁同步电机进行高精度、高可靠性的控制 来实现的。永磁同步电机中的电机控制器接收并执行整车控制器的转矩指令，将该转矩指 令中的转矩转化为电流信号中的电流，从而控制永磁同步电机运行。而转矩与电流之间的 转换精度，即转矩电流的精准度，直接影响永磁同步电机的控制精度。
[0003] 现有技术中直接使用永磁同步电机的定子电流来控制永磁同步电机运行，该控制 方式会出现永磁同步电机转矩电流计算不准的问题，从而降低永磁同步电机控制精度。
【发明内容】
[0004] 本发明实施例提供了一种永磁同步电机控制方法及装置，用以解决现有技术中直 接使用定子电流来控制永磁同步电机运行会出现转矩电流计算不准，从而降低永磁同步电 机控制精度的问题。
[0005] 本发明一方面提供一种永磁同步电机控制方法，包括：
[0006] 根据所述永磁同步电机的定子电流获取所述永磁同步电机的转矩电流；
[0007] 根据所述转矩电流控制所述永磁同步电机运行。
[0008] 本发明另一方面还提供一种永磁同步电机控制装置，包括：
[0009] 获取模块，用于根据所述永磁同步电机的定子电流获取所述永磁同步电机的转矩 电流；
[0010] 控制模块，用于根据所述转矩电流控制所述永磁同步电机运行。
[0011] 本发明提供的永磁同步电机控制方法及装置，通过根据所述永磁同步电机的定子 电流获取所述永磁同步电机的转矩电流，由所述转矩电流控制所述永磁同步电机运行，有 效地提高了永磁同步电机的控制精度。
【专利附图】
【附图说明】
[0012] 图1为根据本发明实施例一的永磁同步电机控制方法的流程示意图；
[0013] 图2为根据本发明实施例二的永磁同步电机控制方法的流程示意图；
[0014] 图3为根据本发明实施例三的永磁同步电机控制方法的流程示意图；
[0015] 图4为根据本发明实施例四的永磁同步电机控制装置的结构示意图；
[0016] 图5为根据本发明实施例五的永磁同步电机控制装置的结构示意图；
[0017] 图6为根据本发明实施例六的永磁同步电机控制装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0018] 实施例一
[0019] 本实施例的永磁同步电机控制方法的执行主体是永磁同步电机控制装置。图1为 根据本发明实施例一的永磁同步电机控制方法的流程示意图，如图1所示，本实施例的永 磁同步电机控制方法包括：
[0020] 步骤101 :根据永磁同步电机的定子电流获取永磁同步电机的转矩电流。
[0021] 永磁同步电机的定子线圈中流过的电流叫定子电流。永磁同步电机控制装置通过 定子电流获取转矩电流。
[0022] 步骤102 :根据转矩电流控制永磁同步电机运行。
[0023] 永磁同步电机控制装置通过转矩电流控制永磁同步电机运行。
[0024] 本实施例中，通过根据永磁同步电机的定子电流获取永磁同步电机的转矩电流， 由转矩电流控制永磁同步电机运行，比现有技术中用定子电流来控制永磁同步电机运行更 精确，有效地提尚了永磁同步电机的控制精度。
[0025] 实施例二
[0026] 本实施例基于实施例一提供一种永磁同步电机控制方法。图2为根据本发明实施 例二的永磁同步电机控制方法的流程示意图，如图2所示，该永磁同步电机控制方法包括：
[0027] 步骤201，保持定子电流不变，获取不同转速下的转矩与转矩电流之间的对应关 系。
[0028] 具体的，保持定子电流不变，调整永磁同步电机的直轴电流，通过观测永磁同步电 机的转矩变化，获得不同转速下转矩达到最大值时的直轴电流。
【权利要求】
1. 一种永磁同步电机控制方法，其特征在于，包括， 根据所述永磁同步电机的定子电流获取所述永磁同步电机的转矩电流； 根据所述转矩电流控制所述永磁同步电机运行。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述永磁同步电机的定子电流 获取所述永磁同步电机的转矩电流，具体包括： 获取所述永磁同步电机的当前转矩和当前转速； 根据预先设置的不同转速下的所述永磁同步电机的转矩与所述转矩电流之间的对应 关系，获取与所述当前转矩和当前转速对应的所述转矩电流。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在获取所述根据预先设置的所述永磁同 步机的转矩与转矩电流的对应关系之前，还包括： 保持所述定子电流不变，调整所述永磁同步电机的直轴电流，通过观测所述永磁同步 电机的转矩变化，获得不同转速下所述转矩达到最大值时的所述直轴电流；
计算所述转矩电流，获得不同所述转速下的所述转矩与所述转矩电 流之间的对应关系，其中，is为所述定子电流，id为所述直轴电流，iq为所述转矩电流。
4. 根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述根据所述转矩电流控制所述永磁 同步电机运行具体包括： 根据所述转矩电流，通过所述永磁同步电机的最大转矩电流比MTPA控制，计算出所述 永磁同步电机的直轴电流给定值； 根据所述永磁同步电机的端电压及母线电压值计算出所述永磁同步电机当前状态所 需的弱磁电流值； 将所述直轴电流给定值与所述弱磁电流值相加，获得参考电流id_Mf; 根据所述转矩电流和所述参考电流制所述永磁同步电机运行。
5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述转矩电流和所述参考电流 id_Mf控制所述永磁同步电机运行，具体包括： 在三相ABC坐标系中，所述定子电流表达式为：
其中，ia、ib和i。分别为通过对所述永磁同步电机的三相电流进行采样所获得的所述 三相电流，0为通过对所述永磁同步电机的旋变位置信号进行采样获得所述旋变位置信 号； 将所述三相电流ia、ib和i。等量变换到两相静止a- 0坐标系：
其中，i-为a轴电流分量，ie轴电流分量； 将所述a轴电流分量ialfa和所述|3轴电流分量ibrta等量变换到两相旋转d-q坐标 系：
其中，i' ,为d轴电流分量和i'，为q轴电流分量； 所述参考电流id_raf为d轴参考电流，所述转矩电流i^为q轴参考电流，对所述d轴参 考电流id_Mf和所述d轴电流分量i'd的差值信号进行d相电流比例积分PI控制，生成d轴 参考电压UdMf，对所述q轴参考电流和所述q轴电流分量i'，的差值信号进行q相电流 所述PI控制，生成q轴参考电压 根据所述d轴参考电压Ud 和所述q轴参考电压u 控制所述永磁同步电机运行。
6. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述d轴参考电压udMf和所述 q轴参考电压Uqjejf控制所述永磁同步电机运行，具体包括： 根据所述d轴参考电压ud 和所述q轴参考电压u ，通过空间矢量脉宽调制SVPWM 运算，获得脉宽调制PWM控制信号，根据PWM控制信号控制所述永磁同步电机运行。
7. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述永磁同步电机的定子电流 获取所述永磁同步电机的转矩电流，还包括： 若所述对应关系中没有记录转速为n、转矩为T时的所述转矩电流，则通过如下方法获 得所述转矩电流： 获取预先记录的在转速为nl、转矩为Tl时的所述转矩电流a，在转速为n2、转矩为Tl时的所述转矩电流为b，在转速为nl、转矩为T2时的所述转矩电流为c，以及在转速为n2、 转矩为T2时的所述转矩电流为d; 其中nl〈n〈n2,T1〈T〈T2 ;
8. -种永磁同步电机控制装置，其特征在于，包括， 获取模块，用于根据所述永磁同步电机的定子电流获取所述永磁同步电机的转矩电 流； 控制模块，用于根据所述转矩电流控制所述永磁同步电机运行。
9. 根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述获取模块具体用于， 获取所述永磁同步电机的当前转矩和当前转速； 根据预先设置的不同转速下的所述永磁同步电机的转矩与所述转矩电流之间的对应 关系，获取与所述当前转矩和当前转速对应的所述转矩电流。
10. 根据权利要求9所述的装置，其特征在于，还包括预处理模块，所述预处理模块还 包括： 第一预处理子模块，用于保持所述定子电流不变，调整所述永磁同步电机的直轴电流， 通过观测所述永磁同步电机的转矩变化，获得不同转速下所述转矩达到最大值时的所述直 轴电流；
计算所述转矩电流，获得不同所述转速下的 所述转矩与所述转矩电流之间的对应关系，其中，is为所述定子电流，id为所述直轴电流， 为所述转矩电流。
11. 根据权利要求9或10所述的装置，其特征在于，所述控制模块具体包括： 第一控制子模块，用于根据所述转矩电流，通过所述永磁同步电机的最大转矩电流比MTPA控制，计算出所述永磁同步电机的直轴电流给定值； 第二控制子模块，用于根据所述永磁同步电机的端电压及母线电压值计算出所述永磁 同步电机当前状态所需的弱磁电流值； 第三控制子模块，用于将所述直轴电流给定值与所述弱磁电流值相加，获得参考电流 d_ref? 第四控制子模块，用于根据所述转矩电流和所述参考电流制所述永磁同步电机 运行。
12. 根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述第四控制子模块具体用于： 在三相ABC坐标系中，所述定子电流表达式为：
其中，ia、ib和i。分别为通过对所述永磁同步电机的三相电流进行采样所获得的所述 三相电流，0为通过对所述永磁同步电机的旋变位置信号进行采样获得所述旋变位置信 号； 将所述三相电流ia、ib和i。等量变换到两相静止a- 0坐标系，
其中，i-为a轴电流分量，i 0轴电流分量； 将所述a轴电流分量ialfa和所述|3轴电流分量ibrta等量变换到两相旋转d-q坐标 系：
其中，i' ,为d轴电流分量和i'，为q轴电流分量； 所述参考电流id_raf为d轴参考电流，所述转矩电流i^为q轴参考电流，对所述d轴参 考电流id_Mf和所述d轴电流分量i'd的差值信号进行d相电流比例积分PI控制，生成d轴 参考电压UdMf，对所述q轴参考电流和所述q轴电流分量i'，的差值信号进行q相电流 所述PI控制，生成q轴参考电压 根据所述d轴参考电压Ud 和所述q轴参考电压u 控制所述永磁同步电机运行。
13. 根据权利要求12所述的装置，其特征在于，获得所述d轴参考电压ud 和所述q 轴参考电压Uqjejf之后，所述根据所述d轴参考电压ud_Mf和所述q轴参考电压uUfjf控制所 述永磁同步电机运行之前，所述第四控制子模块具体用于： 根据所述d轴参考电压ud 和所述q轴参考电压u ，通过空间矢量脉宽调制SVPWM 运算，获得脉宽调制PWM控制信号，根据PWM控制信号控制所述永磁同步电机运行。
14. 根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述获取模块还用于： 若所述对应关系中没有记录转速为n、转矩为T时的所述转矩电流，则通过如下方法获 得所述转矩电流： 获取预先记录的转速为nl、转矩为Tl时的所述转矩电流a， 在转速为n2、转矩为Tl时的所述转矩电流为b， 在转速为nl、转矩为T2时的所述转矩电流为c，以及 在转速为n2、转矩为T2时的所述转矩电流为d; 其中nl〈n〈n2,T1〈T〈T2 ;
【文档编号】H02P21/13GK104506102SQ201510019524
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2015年1月15日 优先权日:2015年1月15日
【发明者】赵艳, 罗建, 林利 申请人:上海中科深江电动车辆有限公司