一种永磁同步电机的电压补偿方法及装置与流程

本发明涉及电机的，尤其涉及一种永磁同步电机的电压补偿方法及装置。

背景技术：

1、永磁同步电机由于其高精度、高动态性能的特点，被广泛应用于高性能伺服系统。同时，电机d、q轴的电压分量vd和vq与电机的参数、工作电流以及电机转速有关，在工作中，由于传感器检测的误差和控制算法及其精度的影响，使得由电机实际工作的vd和vq与电机的参数、工作电流以及电机转速有关，在工作中，由于传感器检测的误得到的母线电压与实际供电的母线电压不同，从而会引起母线电压的波动而产生电磁干扰。若能在控制系统中引入电压补偿环节，通过对电压的快速补偿，能够减少母线电压纹波，从而使得由电机实际工作的vd和vq与电机的参数、工作电流以及电机转速有关，在工作中，由于传感器检测的误得到的母线电压与实际供电的母线电压尽可能接近，则能减小或消除这种不利的影响。

技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

2、鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。

3、因此，本发明提供了一种永磁同步电机的电压补偿方法及装置解决永磁同步电机电压波动产生电磁干扰，导致电机供电不足的问题。

4、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

5、第一方面，本发明实施例提供了一种永磁同步电机的电压补偿方法，包括：

6、通过控制器记录获取控制系统的指令电流，并计算永磁同步电机d、q轴的等效电压；

7、基于所述永磁同步电机d、q轴的等效电压，计算永磁同步电机在正弦稳态下的电压值；

8、获取永磁同步电机的总线电压值，根据所述正弦稳态下的电压值计算得到电压差；

9、根据所述电压差对永磁同步电机进行恒转矩和恒功率两种控制阶段的电压补偿。

10、作为本发明所述的永磁同步电机的电压补偿方法的一种优选方案，其中：

11、所述计算永磁同步电机d、q轴的等效电压，包括：

12、在旋转坐标系下，确定永磁同步电机d、q轴等效电压；

13、所述d轴等效电压，表示为：

14、

15、其中，rs是定子绕组相电阻,id为定子绕组的d轴电流，iq为定子绕组的q轴电流；ld为是定子绕组的d轴电感，lq是定子绕组的q轴电感，ωr为转子角速度；

16、所述q轴等效电压，表示为：

17、

18、其中，ψf为转子永磁体产生的磁链。

19、作为本发明所述的永磁同步电机的电压补偿方法的一种优选方案，其中：计算永磁同步电机在正弦稳态下的电压值,包括：

20、当永磁同步电机处于正弦稳态下时，所述d、q轴计算等效电压的的定子绕组电感数值无限趋近于0，所述d、q轴此时的电压值表示为：

21、

22、

23、其中，ωr为转子角速度，ψf为转子永磁体产生的磁链。

24、作为本发明所述的永磁同步电机的电压补偿方法的一种优选方案，其中：根据所述正弦稳态下的电压值计算得到电压差，包括：

25、通过电压测量计测量得到的实际电压与所述电压以及相减得到电压差值δv；

26、所述电压差值δv，表示为：

27、

28、其中，vdc为总线电压值。

29、作为本发明所述的永磁同步电机的电压补偿方法的一种优选方案，其中：根据所述电压差对永磁同步电机进行恒转矩和恒功率两种控制阶段的电压补偿，包括：

30、永磁同步电机在恒转矩控制阶段，通过mtpa算法输出的δvd′,δvq′得到d、q轴电流、电压间的关系,表示为：

31、

32、其中，δvd′为d轴电压补偿值，δvq′为q轴电压补偿值。

33、作为本发明所述的永磁同步电机的电压补偿方法的一种优选方案，其中：还包括：

34、当永磁同步电机在恒功率控制阶段时，采用比例大小来进行补偿，补偿原理，表示为：

35、

36、

37、其中，δv为电压差值，vd为d轴的等效电压，vq为q的等效电压。

38、作为本发明所述的永磁同步电机的电压补偿方法的一种优选方案，其中：对电机电压补偿包括：

39、基于所述d、q轴电流、电压间的关系；

40、将所述计算得到的d、q轴电压补偿值δvd′,δvq′输出至永磁同步电机补偿系统，以便所述永磁同步电机补偿系统根据所述电压补偿值完成对两轴电压波动的补偿，并进行过流保护。

41、第二方面，本发明实施例提供了一种永磁同步电机的电压补偿装置，包括，

42、电路运算模块，用于通过控制器记录获取控制系统的指令电流，并计算永磁同步电机d、q轴的等效电压；

43、稳态响应模块，用于基于所述永磁同步电机d、q轴的等效电压，计算永磁同步电机在正弦稳态下的电压值；

44、电压补偿模块，用于获取永磁同步电机的总线电压值，根据所述正弦稳态下的电压值计算得到电压差；

45、控制模块，用于根据所述电压差对永磁同步电机进行恒转矩和恒功率两种控制阶段的电压补偿。

46、第三方面，本发明实施例提供了一种计算设备，包括：

47、存储器和处理器；

48、所述存储器用于存储计算机可执行指令，所述处理器用于执行所述计算机可执行指令，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如本发明任一实施例所述的永磁同步电机的电压补偿方法。

49、第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现所述永磁同步电机的电压补偿方法。

50、与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明在恒转矩与恒功率两种不同模式下进行电压补偿，通过mtpa算法计算得到电压补偿值同d、q两轴的关系保持一致，使得电压补偿不会破环原来vd和vq大小比例，能够达到更加稳定的效果，有效减少电压纹波，进一步提高了电机控制性能。

技术特征：

1.一种永磁同步电机的电压补偿方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的永磁同步电机的电压补偿方法，其特征在于，所述计算永磁同步电机d、q轴的等效电压，包括：

3.如权利要求2所述的永磁同步电机的电压补偿方法，其特征在于，计算永磁同步电机在正弦稳态下的电压值,包括：

4.如权利要求3所述的永磁同步电机的电压补偿方法，其特征在于，根据

5.如权利要求4所述的永磁同步电机的电压补偿方法，其特征在于，根据所述电压差对永磁同步电机进行恒转矩和恒功率两种控制阶段的电压补偿，包括：

6.如权利要求5所述的永磁同步电机的电压补偿方法，其特征在于，还包括：

7.如权利要求5或6所述的永磁同步电机的电压补偿方法，其特征在于，对电机电压补偿包括：

8.一种永磁同步电机的电压补偿装置，其特征在于，包括，

9.一种计算设备，包括：

10.一种计算机可读存储介质，其存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现权利要求1至7任意一项所述永磁同步电机的电压补偿方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种永磁同步电机的电压补偿方法及装置，包括：通过控制器记录获取控制系统的指令电流，并计算永磁同步电机d、q轴的等效电压；基于永磁同步电机d、q轴的等效电压，计算永磁同步电机在正弦稳态下的电压值；获取永磁同步电机的总线电压值，根据正弦稳态下的电压值计算得到电压差；根据电压差对永磁同步电机进行恒转矩和恒功率两种控制阶段的电压补偿。本发明在恒转矩与恒功率两种不同模式下进行电压补偿，通过MTPA算法计算得到电压补偿值同d、q两轴的关系保持一致，使得电压补偿不会破环原来Vd和Vq大小比例，能够达到更加稳定的效果，有效减少电压纹波，进一步提高了电机控制性能。

技术研发人员：王瑞雪,谷城,潘明章,朱盼,李敬,唐红云
受保护的技术使用者：柳州赛克科技发展有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12