一种永磁同步电机的控制方法及装置与流程

本技术涉及电机控制，具体而言，涉及一种永磁同步电机的控制方法及装置。

背景技术：

1、随着电动汽车的普及与发展，如何提升电机的运行效率和响应速度已成为电动汽车行业的研究重点。电动汽车通常采用永磁同步电动机，永磁同步电动机通过永磁体来提供励磁，具备结构简单、可靠性高、运行效率高及功率密度大等优点。在电机的控制过程中，电机的输出扭矩会随着控制电流的变化而改变，如何确定控制电流的最佳工作区域，并在该最佳工作区域中选取出目标电流，对于永磁同步电机的控制来说是至关重要的，它决定了电机能否以最大效率进行运转。

2、然而，现有技术中通常是根据电流极限圆及电压极限椭圆，通过公式计算的方式来确定控制电流工作范围，例如：申请号为cn202111626737.0的专利申请中是利用公式推导来确定控制电流的工作范围的，然后从该工作范围内选取目标电流对电机进行控制，但通过公式推导获得的理论性结果未考虑电机的实际运行工况及电磁环境的影响，使得确定的目标电流的工作范围与实际情况不符，导致目标电流的选取准确度低，进而降低了电机运行效率。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术的目的在于提供一种永磁同步电机的控制方法及装置，以解决电机运行效率低的问题。

2、第一方面，本技术实施例提供了一种永磁同步电机的控制方法，包括：

3、针对每个相电流，确定该相电流在不同交轴夹角下对应的第一电机扭矩，并基于多个第一电机扭矩的扭矩比较结果确定该相电流对应的第一目标相电流矢量，交轴夹角为直交轴电流坐标系中相电流矢量与交轴之间的夹角；

4、根据不同相电流对应的第一目标相电流矢量，确定永磁同步电机对应的最大转矩电流比曲线；

5、针对每个设定电机转速，根据该设定电机转速在不同直轴电流分量下对应的第二电机扭矩与目标电机扭矩之间的趋近程度，确定该设定电机转速对应的目标直轴电流分量，目标电机扭矩是根据设定电机转速确定的；

6、根据不同设定电机转速对应的目标直轴电流分量，确定永磁同步电机对应的最小直轴电流曲线；

7、根据最大转矩电流比曲线及最小直轴电流曲线，确定永磁同步电机在当前扭矩需求下的优选相电流矢量，以利用优选相电流矢量控制永磁同步电机运转。

8、可选地，确定该相电流在不同交轴夹角下对应的第一电机扭矩，包括：选取该相电流下的候选交轴夹角，确定候选交轴夹角是否处于预设角度范围内；若处于预设角度范围内，则获取并记录候选交轴夹角下的第一电机扭矩；按照设定夹角步长增加候选交轴夹角，获得新的候选交轴夹角，返回执行确定候选交轴夹角是否处于预设角度范围内的步骤，直至候选交轴夹角超出预设角度范围；对不同候选交轴夹角下的第一电机扭矩进行比较，选取数值最大的第一电机扭矩作为该相电流对应的目标第一电机扭矩。

9、可选地，并基于多个第一电机扭矩的扭矩比较结果确定该相电流对应的第一目标相电流矢量，包括：将目标第一电机扭矩对应的候选交轴夹角作为该相电流对应的目标交轴夹角；根据目标交轴夹角及该相电流的大小，确定该相电流对应的第一目标相电流矢量。

10、可选地，根据该设定电机转速在不同直轴电流分量下对应的第二电机扭矩与目标电机扭矩之间的趋近程度，确定该设定电机转速对应的目标直轴电流分量，包括：根据设定工作电压及设定电机转速确定目标电机扭矩，并从最大转矩电流比曲线中选取初始直轴电流，将初始直轴电流作为第一轮的当前直轴电流；获取当前直轴电流下电机实际输出的第二电机扭矩，并确定目标电机扭矩与第二电机扭矩之间的趋近程度；若趋近程度不符合迭代停止条件，则减小当前直轴电流，获得新的当前直轴电流，返回执行获取当前直轴电流下电机实际输出的第二电机扭矩的步骤，迭代停止条件为本轮的趋近程度小于前一轮的趋近程度；当趋近程度符合迭代停止条件时，将前一轮的当前直轴电流作为目标直轴电流分量。

11、可选地，并从最大转矩电流比曲线中选取初始直轴电流，包括：确定最大转矩电流比曲线与目标电机扭矩对应的等扭矩曲线的交点；将交点对应的直轴电流分量作为该设定电机转速下的初始直轴电流。

12、可选地，并确定目标电机扭矩与第二电机扭矩之间的趋近程度，包括：确定目标电机扭矩与第二电机扭矩之间的差值；根据差值确定目标电机扭矩与第二电机扭矩之间的趋近程度。

13、可选地，根据不同设定电机转速对应的目标直轴电流分量，确定永磁同步电机对应的最小直轴电流曲线，包括：针对每个设定电机转速，根据该设定电机转速对应的目标直轴电流分量，确定该设定电机转速对应的第二目标相电流矢量；将不同设定电机转速对应的第二目标相电流矢量连接起来，获得最小直轴电流曲线。

14、可选地，根据最大转矩电流比曲线及最小直轴电流曲线，确定永磁同步电机在当前扭矩需求下的优选相电流矢量，包括：根据最大转矩电流比曲线、最小直轴电流曲线及电流矢量范围，确定电流的优选工作区域；在当前扭矩需求及当前电机转速下，确定优选工作区域内的当前相电流矢量对应的剩余电压是否小于0，剩余电压为1与电压比值的差值，电压比值为永磁同步电机的当前工作电压与最大电压的比值；若剩余电压小于0，则不断降低当前相电流矢量的直轴电流分量，直至剩余电压等于0，将此时的当前相电流矢量确定为优选相电流矢量。

15、可选地，在确定优选工作区域内的当前相电流矢量对应的剩余电压是否小于0之后，还包括：若剩余电压大于或者等于0，直接将此时的当前相电流矢量作为优选相电流矢量。

16、第二方面，本技术实施例还提供了一种永磁同步电机的控制装置，所述装置包括：

17、矢量确定模块，用于针对每个相电流，确定该相电流在不同交轴夹角下对应的第一电机扭矩，并基于多个第一电机扭矩之间的扭矩比较结果确定该相电流对应的第一目标相电流矢量，交轴夹角为直交轴电流坐标系中相电流矢量与交轴之间的夹角；

18、第一曲线确定模块，用于根据不同相电流对应的第一目标相电流矢量，确定永磁同步电机对应的最大转矩电流比曲线；

19、分量确定模块，用于针对每个设定电机转速，根据该设定电机转速在不同直轴电流分量下对应的第二电机扭矩与目标电机扭矩之间的趋近程度，确定该设定电机转速对应的目标直轴电流分量，目标电机扭矩是根据设定电机转速确定的；

20、第二曲线确定模块，用于根据不同设定电机转速对应的目标直轴电流分量，确定永磁同步电机对应的最小直轴电流曲线；

21、电机控制模块，用于根据最大转矩电流比曲线及最小直轴电流曲线，确定永磁同步电机在当前扭矩需求下的优选相电流矢量，以利用优选相电流矢量控制永磁同步电机运转。

22、本技术实施例带来了以下有益效果：

23、本技术实施例提供的一种永磁同步电机的控制方法及装置，能够根据不同交轴夹角下的第一电机扭矩之间的扭矩比较结果确定最大转矩电流比曲线，根据不同电机转速下的第二电机扭矩与目标电机扭矩之间的趋近程度确定最小直轴电流曲线，以根据最大转矩电流比曲线及最小直轴电流曲线确定控制电机运转的优选相电流矢量，能够根据电机的运行工况及运行环境准确地确定电流的工作范围，进而提高了控制电流选取的准确性，与现有技术中的永磁同步电机的控制方法相比，解决了电机运行效率低的问题。

24、为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。