專(zhuān)利名稱(chēng)：在弱磁區(qū)運(yùn)行永磁同步發(fā)動(dòng)機(jī)的導(dǎo)程角控制方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及永磁同步發(fā)動(dòng)機(jī)，尤其涉及在弱磁區(qū)(flux weakening region)進(jìn)行速度控制的導(dǎo)程角控制方法和裝置。
背景技術(shù)：
近幾年來(lái)，永磁同步發(fā)動(dòng)機(jī)(PMSM)因其在慣性力上的高效特性和高轉(zhuǎn)矩特性而廣泛地使用在多種工業(yè)應(yīng)用中。PMSM的一大優(yōu)勢(shì)為，由于它們的結(jié)構(gòu)特性，能在高速下被控制在固定的功率區(qū)域和固定的轉(zhuǎn)矩區(qū)域中。憑此優(yōu)勢(shì)，由于PMSM需以比在大多數(shù)使用PMSM的應(yīng)用領(lǐng)域中的額定速度更高的速度運(yùn)行，因此提出了意圖在逆變器的固定輸出范圍內(nèi)增加PMSM運(yùn)行區(qū)域的各種不同的控制算法。弱磁控制算法是這類(lèi)控制算法中典型的一種。
通常，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的速度增大，反電動(dòng)勢(shì)也要增大。增大的反電動(dòng)勢(shì)部分地抵消了輸入電壓。結(jié)果，造成了提供給發(fā)動(dòng)機(jī)的電流減少，這限制了PMSM的最大速度。這就是弱磁控制的主要原理，即提供負(fù)值到d軸電流中，以抑制增加的反電動(dòng)勢(shì)。
同時(shí)，在輸出電壓/電流極限范圍內(nèi)，弱磁控制系統(tǒng)沿最大的每安培轉(zhuǎn)矩(torque-per-ampere)跡線上運(yùn)行以達(dá)到高效率。然而，在這種沿著最優(yōu)跡線運(yùn)行的弱磁控制系統(tǒng)中，如圖1所示，有一個(gè)問(wèn)題是，在電流/電壓極限區(qū)域中該跡線從A點(diǎn)移到B點(diǎn)是不可能的，這使發(fā)動(dòng)機(jī)高速運(yùn)行不可能。為了克服這一問(wèn)題，引入了一種新的速度控制方法，稱(chēng)為導(dǎo)程角補(bǔ)償方法，該方法允許在弱磁區(qū)中高速運(yùn)行。
一個(gè)眾所周知的在弱磁區(qū)中的導(dǎo)程角控制方法將參照?qǐng)D2來(lái)描述。
依照該眾所周知在弱磁區(qū)中的導(dǎo)程角控制方法，指令電流ise*的大小首先由速度控制器10獲得，然后用于產(chǎn)生最大的每安培轉(zhuǎn)矩的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系指令電流分量iqxe*、idxe*從下列的方程式1和2中得出[方程式1]iqxe*=sign(ise*)(ise*2-idse*2)]]>[方程式2]idxe*=ΦfΦf2+8(Lq-Ld)2ise*24(2Lq-Ld)]]>從方程式1和2獲得的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系指令電流分量iqxe*、idxe*提供給電壓調(diào)制器30，然后通過(guò)兩個(gè)比例積分(PI)控制器轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系指令電壓分量。接著，通過(guò)坐標(biāo)變換器，將旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系指令電壓分量轉(zhuǎn)換成二相的靜止坐標(biāo)系指令電壓分量Vdss*、Vqss*，然后提供給空間電壓向量控制器(SVM)中。SVM依照一種空間向量脈沖寬度調(diào)制方法，轉(zhuǎn)換提供的靜止坐標(biāo)系指令電壓分量并將其輸出到逆變器40。通過(guò)逆變器40提供的相位電壓，發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)。
同時(shí)，從坐標(biāo)轉(zhuǎn)換器輸出的靜止坐標(biāo)系指令電壓分量Vdss*、Vqss*反饋到電流調(diào)制器20，然后與最大的輸出極限電壓 相加。如果指令電壓的大小 比最大的輸出極限電壓 小，在弱磁區(qū)中就不需要進(jìn)行速度控制。否則，需要提供一個(gè)更大的負(fù)的d軸電流以抵消反電動(dòng)勢(shì)。
因此，上述現(xiàn)有技術(shù)的導(dǎo)程角控制方法是以這樣一種方式進(jìn)行速度控制運(yùn)行的，即當(dāng)指令電壓的大小 超過(guò)最大的輸出極限電壓時(shí)，通過(guò)將負(fù)的d軸電流Δidf與d軸指令電流相加來(lái)抑制反電動(dòng)勢(shì)，該負(fù)的d軸電流Δidf由指令電壓的大小 和最大的輸出極限電壓之間的差值經(jīng)比例積分運(yùn)算后產(chǎn)生，并且，被補(bǔ)償?shù)膓軸指令電流的的增加量與d軸電流的增加量一樣。
上述表明，由于提到的現(xiàn)有技術(shù)方法使用直流(DC)鏈電壓用于弱磁區(qū)的導(dǎo)程角(速度)控制，速率控制性能依賴(lài)直流鏈電壓。結(jié)果，由于直流鏈電壓通常含有如圖3所示的紋波，就帶來(lái)了由于d軸電流Δidf的錯(cuò)誤補(bǔ)償而使得速度控制不準(zhǔn)確的問(wèn)題，造成系統(tǒng)的安全性或可靠性下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種在永磁同步發(fā)動(dòng)機(jī)(PMSM)控制系統(tǒng)中的導(dǎo)程角控制方法和裝置，其能夠提供在弱磁區(qū)中更精確的高速控制，而與直流鏈電壓無(wú)關(guān)。
本發(fā)明進(jìn)一步提供一種在PMSM控制系統(tǒng)中的導(dǎo)程角控制方法和裝置，其能夠通過(guò)簡(jiǎn)單的配置來(lái)提供在弱磁區(qū)中的高速控制。
依照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供在一種在發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中的導(dǎo)程角控制方法，該方法的組成步驟為a)速度控制器計(jì)算并輸出用于補(bǔ)償指令速度ωe*和電流速度(current speed)ωe之間的差值的指令電流ise*；b)指令電流產(chǎn)生器基于指令電流ise*，產(chǎn)生并輸出旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系指令電流分量iqse*，idse*c)指令電壓產(chǎn)生器基于該旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系指令電流分量iqse*，idse*，產(chǎn)生并輸出靜止坐標(biāo)系指令電壓分量Vdss*，Vqss*；d)空間電壓向量控制器基于該靜止坐標(biāo)系指令電壓分量Vdss*，Vqss*，計(jì)算并輸出施加給逆變器的每個(gè)切換元件的切換時(shí)間；e)導(dǎo)程角補(bǔ)償器通過(guò)將該空間電壓向量控制器輸出的有效向量施加時(shí)間T1、T2之和與采樣周期Ts進(jìn)行比較，計(jì)算并輸出導(dǎo)程角補(bǔ)償值θ*″；以及f)通過(guò)將導(dǎo)程角分量與該導(dǎo)程角補(bǔ)償值θ*″相加以補(bǔ)償導(dǎo)程角分量θ*′。
依照本發(fā)明另一個(gè)方面，提供一種在PMSM(永磁同步發(fā)動(dòng)機(jī))控制系統(tǒng)中的導(dǎo)程角控制裝置，該裝置包含空間電壓向量控制器，其根據(jù)靜止坐標(biāo)系指令電壓分量Vdss*，Vqss*，計(jì)算獲得逆變器的輸出電壓向量所需的有效向量施加時(shí)間T1和T2；導(dǎo)程角補(bǔ)償器，其將有效向量施加時(shí)間T1與T2之和與采樣周期Ts相比較，并根據(jù)比較結(jié)果，產(chǎn)生用于在弱磁區(qū)中補(bǔ)償指令電流的導(dǎo)程角分量θ*′的導(dǎo)程角補(bǔ)償值θ*″；速度控制器，其產(chǎn)生用于補(bǔ)償指令速度ωe*和電流速度ωe之間的差值所引起的誤差的指令電流ise*；指令電流產(chǎn)生器，其通過(guò)根據(jù)指令電流ise*的大小，從只讀存儲(chǔ)器(ROM)表中取出能獲得最大的每安培轉(zhuǎn)矩的點(diǎn)處的導(dǎo)程角分量θ*′，以及通過(guò)對(duì)指令電流ise*的大小和用導(dǎo)程角補(bǔ)償值θ*″補(bǔ)償所取出的導(dǎo)程角分量后獲得的導(dǎo)程角分量θ*′進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系指令電流分量iqse*，idse*，；以及指令電壓產(chǎn)生器，其根據(jù)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系指令電流分量iqse*，idse*產(chǎn)生靜止坐標(biāo)系指令電壓分量Vdss*，Vqss*。
依照本發(fā)明，因?yàn)楸景l(fā)明是通過(guò)補(bǔ)償指令電流的導(dǎo)程角分量而非直流鏈電壓來(lái)提供在弱磁區(qū)中的速度控制，可以消除由直流電壓紋波所引起的速度控制的誤差，因此改良了系統(tǒng)性能和可靠性。


本發(fā)明的上述及其它的特征和優(yōu)點(diǎn)，在通過(guò)參照附圖詳細(xì)描述實(shí)施例后將變得更為清楚，其中圖1為最大的每安培轉(zhuǎn)矩的跡線的示意圖；圖2示出為用于說(shuō)明現(xiàn)有技術(shù)的導(dǎo)程角控制方法的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖；圖3示出為直流電壓紋波分量的示意圖。
圖4示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中導(dǎo)程角控制裝置的結(jié)構(gòu)方框圖；圖5示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中的導(dǎo)程角控制的流程圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)地描述。在下列的描述中，為使本發(fā)明的主題內(nèi)容變得更清晰，在此省略對(duì)一些眾所周知的功能和結(jié)構(gòu)組成的詳細(xì)描述。
圖4為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中的導(dǎo)程角控制裝置的結(jié)構(gòu)方框圖。圖5為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中的導(dǎo)程角控制的流程圖。
如圖4所示，依照本發(fā)明的導(dǎo)程角控制裝置包含速度控制器100、指令電流產(chǎn)生器200、指令電壓產(chǎn)生器300、空間電壓向量控制器400和導(dǎo)程角補(bǔ)償器600。
與典型的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)類(lèi)似，速度控制器100使用比例積分控制器102產(chǎn)生并輸出指令電流ise*，以補(bǔ)償指令速度ωe*和電流速度ωe之間的差值所引起的誤差。
指令電流產(chǎn)生器200位于速度控制器100的下一級(jí)，其根據(jù)指令電流ise*的大小，從內(nèi)部的只讀存儲(chǔ)器表202中取出能獲得最大的每安培轉(zhuǎn)矩的點(diǎn)處的的導(dǎo)程角分量θ*′。來(lái)自導(dǎo)程角補(bǔ)償器600的導(dǎo)程角補(bǔ)償值θ*″對(duì)所取出的導(dǎo)程角分量θ*′進(jìn)行補(bǔ)償。對(duì)補(bǔ)償后的導(dǎo)程角分量θ*和指令電流ise*的大小進(jìn)行三角函數(shù)運(yùn)算后，產(chǎn)生并輸出旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系指令電流分量iqse*、idse*。作為參考，只讀存儲(chǔ)器表202儲(chǔ)存弱磁區(qū)中能產(chǎn)生最大的每安培轉(zhuǎn)矩的各點(diǎn)處的各導(dǎo)程角分量θ*′，如圖1所示。此時(shí)，一個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)指令電流的大小。
根據(jù)從指令電流產(chǎn)生器200輸出的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系指令電流分量iqse*、idse*，指令電壓產(chǎn)生器300產(chǎn)生并輸出靜止坐標(biāo)系指令電壓分量Vdss*、Vqss*。在本領(lǐng)域中眾所周知，指令電壓產(chǎn)生器300包含加法器302和304，用于獲得每個(gè)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系指令電流分量iqse*、idse*和每個(gè)實(shí)際當(dāng)前的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系電流分量iqse、idse之間的差值；比例積分控制器306和308，用于對(duì)每一差值進(jìn)行比例積分運(yùn)算；以及坐標(biāo)轉(zhuǎn)換器310，用于將從比例積分控制器306和308獲得的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系指令電壓Vqse*、Vdse*轉(zhuǎn)換成靜止坐標(biāo)系指令電壓分量Vdss*、Vqss*。
空間電壓向量控制器400位于指令電壓產(chǎn)生器300的下一級(jí)，其負(fù)責(zé)根據(jù)靜止坐標(biāo)系指令電壓分量Vdss*、Vqss*，計(jì)算獲得逆變器500的輸出電壓向量所需的有效向量施加時(shí)間T1和T2，且通過(guò)有效向量施加時(shí)間T1的T2的組合計(jì)算將要施加給逆變器500的每個(gè)切換模塊的切換時(shí)間Ta、Tb、Tc?？臻g電壓向量控制器400的上述結(jié)構(gòu)為在驅(qū)動(dòng)PMSM中使用的典型結(jié)構(gòu)，因此在此省略有關(guān)更詳細(xì)的描述。
最后，導(dǎo)程角補(bǔ)償器600接收在每一采樣周期Ts由空間電壓向量控制器400計(jì)算出的有效向量施加時(shí)間T1、T2，而且將有效向量施加時(shí)間之和與采樣周期Ts進(jìn)行比較。依照比較結(jié)果，導(dǎo)程角補(bǔ)償器600產(chǎn)生導(dǎo)程角補(bǔ)償數(shù)值θ*″并且將導(dǎo)程角補(bǔ)償數(shù)值θ*″提供給指令電流產(chǎn)生器200的加法器中，用于補(bǔ)償在弱磁區(qū)中的指令電流的導(dǎo)程角分量θ*′。
導(dǎo)程角補(bǔ)償器600包含加法器610，用于獲得有效向量施加時(shí)間T1、T2之和；減法器612，用于獲得該和(T1+T2)與采樣周期Ts之間的差值；以及比例積分控制器616，用于通過(guò)對(duì)減法器612獲得的差值進(jìn)行比例積分運(yùn)算，產(chǎn)生導(dǎo)程角補(bǔ)償值θ*′，用于補(bǔ)償在弱磁區(qū)中的指令電流的導(dǎo)程角分量θ*′。作為參考，優(yōu)選的，當(dāng)比例積分控制器616輸出通過(guò)對(duì)減法器612的輸出結(jié)果進(jìn)行比例積分運(yùn)算后獲得的值時(shí)，比例積分控制器616進(jìn)行增益控制運(yùn)算，以便使該值能落入?yún)⒖紨?shù)字618描述的范圍之內(nèi)。即，優(yōu)選地，比例積分控制器616進(jìn)行增益控制運(yùn)算，以便使導(dǎo)程角補(bǔ)償值θ*″落入一個(gè)上限值以?xún)?nèi)，以及如果該值為負(fù)，導(dǎo)程角補(bǔ)償值θ*″等于“0”。
現(xiàn)參照?qǐng)D5描述這種結(jié)構(gòu)的導(dǎo)程角控制裝置的運(yùn)行。應(yīng)當(dāng)可以理解，導(dǎo)程角控制裝置的每個(gè)分量能被編碼到一個(gè)單一的控制模塊之內(nèi)，以便其能用單一的導(dǎo)程角控制算法來(lái)實(shí)現(xiàn)。
請(qǐng)參照?qǐng)D5，假設(shè)PMSM被驅(qū)動(dòng)，速度控制器100計(jì)算并輸出指令電流ise*，用于補(bǔ)償由指令速度ωe*和電流速度ωe之間的差值所引起的誤差(步驟700)。指令電流ise*施加到指令電流產(chǎn)生器200，其反過(guò)來(lái)從只讀存儲(chǔ)器表202中取出與指令電流ise*的大小相對(duì)應(yīng)的導(dǎo)程角分量θ*′(步驟710)。如果空間電壓向量控制器400的采樣周期Ts大于獲得輸出電壓向量的有效向量施加時(shí)間T1、T2之和，由于不需要弱磁控制，由導(dǎo)程角補(bǔ)償器600提供的導(dǎo)程角補(bǔ)償值θ*″等于“0”。因此，指令電流產(chǎn)生器200對(duì)從只讀存儲(chǔ)器表202取出的導(dǎo)程角分量θ*和指令電流ise*的大小進(jìn)行三角函數(shù)運(yùn)算(步驟730)，產(chǎn)生并輸出旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系指令電流分量iqse*、idse*。該旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系指令電流分量iqse*、idse*被指令電壓產(chǎn)生器300轉(zhuǎn)換成靜止坐標(biāo)系指令電壓分量Vdss*、Vqss*(步驟740)。然后，該靜止坐標(biāo)系指令電壓分量Vdss*、Vqss*被提供給空間電壓向量控制器400。
同時(shí)，空間電壓向量控制器400首先根據(jù)該靜止坐標(biāo)系指令電壓分量Vdss*、Vqss*，計(jì)算獲得逆變器500的輸出電壓向量所需的有效向量施加時(shí)間T1、T2(步驟750)?？臻g電壓向量控制器400通過(guò)有效向量施加時(shí)間T1和T2的組合，計(jì)算并輸出將要實(shí)際提供給逆變器500的每個(gè)切換模塊的切換時(shí)間Ta、Tb、Tc，由此，以指令速度旋轉(zhuǎn)PMSM。
如果由空間電壓向量控制器400計(jì)算出的有效向量施加時(shí)間T1、T2之和大于采樣周期Ts，意味著由于指令電壓被反電動(dòng)勢(shì)抵消因此指令電壓不足以達(dá)成其指令速度。因此，需要產(chǎn)生一個(gè)負(fù)的d軸電流以抵消該反電動(dòng)勢(shì)。這是由導(dǎo)程角補(bǔ)償器600完成的。
也就是說(shuō)，導(dǎo)程角補(bǔ)償器600的比例積分控制器616對(duì)有效向量施加時(shí)間T1、T2之和與采樣周期Ts之間的差值進(jìn)行比例積分運(yùn)算(步驟760)，以計(jì)算用于在弱磁區(qū)中補(bǔ)償指令電流的導(dǎo)程角分量θ*′的導(dǎo)程角補(bǔ)償值θ*″(步驟770)。此時(shí)，計(jì)算出的導(dǎo)程角補(bǔ)償值θ*″大于或等于“0”，并且落入上限值之內(nèi)(步驟780)。導(dǎo)程角補(bǔ)償值θ*″被提供給指令電流產(chǎn)生器200的加法器中，并且與對(duì)應(yīng)于指令電流ise*的大小的導(dǎo)程角分量θ*′相加(步驟720)，由此，與指令電流ise*的大小相對(duì)應(yīng)的導(dǎo)程角分量θ*′得到補(bǔ)償。
也就是說(shuō)，如果對(duì)應(yīng)于指令電流ise*的大小的導(dǎo)程角分量θ*′由新的導(dǎo)程角補(bǔ)償值θ*″進(jìn)行補(bǔ)償，負(fù)的d軸電流分量增大，而q軸電流分量減少，如圖1所示。
因此，本發(fā)明能在弱磁區(qū)提供高速控制，而與直流鏈電壓無(wú)關(guān)。
依照本發(fā)明，由于本發(fā)明是通過(guò)補(bǔ)償指令電流的導(dǎo)程角分量而非直流鏈電壓在弱磁區(qū)中提供速度控制，可以消除由直流電壓紋波所引起的速度控制的誤差，因此改善了系統(tǒng)性能和可靠性。
除此之外，本發(fā)明能通過(guò)使用比上述現(xiàn)有技術(shù)更簡(jiǎn)單的構(gòu)造，獲得旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系指令電流分量。再者，本發(fā)明能通過(guò)簡(jiǎn)單公式計(jì)算用于抵消反電動(dòng)勢(shì)的補(bǔ)償值。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)將得到簡(jiǎn)化。
盡管參照較佳的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)描述，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離以下本發(fā)明權(quán)利要求書(shū)的范圍的情況下可以對(duì)本發(fā)明的形式和細(xì)節(jié)做出各種修改。
權(quán)利要求
1.一種在發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中的導(dǎo)程角控制方法，該方法包括步驟a)速度控制器計(jì)算并輸出用于補(bǔ)償指令速度和電流速度之間的差值的指令電流；b)指令電流產(chǎn)生器基于指令電流，產(chǎn)生并輸出旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系指令電流分量；c)指令電壓產(chǎn)生器基于該旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系指令電流分量，產(chǎn)生并輸出靜止坐標(biāo)系指令電壓分量；d)空間電壓向量控制器基于該靜止坐標(biāo)系指令電壓分量，計(jì)算并輸出施加給逆變器的每個(gè)切換元件的切換時(shí)間；e)導(dǎo)程角補(bǔ)償器通過(guò)將該空間電壓向量控制器輸出的有效向量施加時(shí)間之和與采樣周期進(jìn)行比較，計(jì)算并輸出導(dǎo)程角補(bǔ)償值；以及f)通過(guò)將導(dǎo)程角分量與該導(dǎo)程角補(bǔ)償值相加以補(bǔ)償導(dǎo)程角分量。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟e)包括計(jì)算空間電壓向量控制器輸出的有效向量施加時(shí)間之和與采樣周期之間的差值；以及通過(guò)對(duì)所計(jì)算出的差值進(jìn)行比例積分運(yùn)算，計(jì)算并輸出用于在弱磁區(qū)中補(bǔ)償指令電流導(dǎo)程角分量的導(dǎo)程角補(bǔ)償值。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中步驟e)包括進(jìn)行增益控制運(yùn)算，以便導(dǎo)程角補(bǔ)償值能落入上限值的范圍之內(nèi)。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中步驟e)包括進(jìn)行增益控制運(yùn)算，以便如果導(dǎo)程角補(bǔ)償值為負(fù)數(shù)時(shí)，能夠輸出值為“0”的導(dǎo)程角補(bǔ)償值。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟f)包括從只讀存儲(chǔ)器表中取出與速度控制器輸入的指令電流的大小相對(duì)應(yīng)的導(dǎo)程角分量；通過(guò)將所取出的導(dǎo)程角分量與導(dǎo)程角補(bǔ)償值相加，輸出補(bǔ)償后的導(dǎo)程角分量；以及通過(guò)對(duì)補(bǔ)償后的導(dǎo)程角分量和指令電流的大小進(jìn)行三角函數(shù)運(yùn)算，產(chǎn)生并輸出旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系指令電流分量。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中只讀存儲(chǔ)器表中包括在弱磁區(qū)中能產(chǎn)生最大的每安培轉(zhuǎn)矩的多個(gè)點(diǎn)處的多個(gè)導(dǎo)程角分量，所述多個(gè)導(dǎo)程角分量被映射為與每個(gè)指令電流的大小相對(duì)應(yīng)。
7.如權(quán)利要求2所述的方法，其中步驟f)包括從只讀存儲(chǔ)器表中取出與速度控制器輸入的指令電流的大小相對(duì)應(yīng)的導(dǎo)程角分量；通過(guò)將所取出的導(dǎo)程角分量與導(dǎo)程角補(bǔ)償值相加，輸出一補(bǔ)償后的導(dǎo)程角分量；以及通過(guò)對(duì)補(bǔ)償后的導(dǎo)程角分量和指令電流的大小進(jìn)行三角函數(shù)運(yùn)算，產(chǎn)生并輸出旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系指令電流分量。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中只讀存儲(chǔ)器表中包括在弱磁區(qū)中能產(chǎn)生最大的每安培轉(zhuǎn)矩的多個(gè)點(diǎn)處的多個(gè)導(dǎo)程角分量，所述導(dǎo)程角分量被映射為與每個(gè)指令電流的大小相對(duì)應(yīng)。
9.一種在永磁同步發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中的導(dǎo)程角控制裝置，該裝置包括空間電壓向量控制器，其根據(jù)靜止坐標(biāo)系指令電壓分量，計(jì)算獲得逆變器的輸出電壓向量所需的有效向量施加時(shí)間T1和T2；導(dǎo)程角補(bǔ)償器，其將有效向量施加時(shí)間T1與T2之和與采樣周期Ts相比較，并根據(jù)比較結(jié)果，產(chǎn)生用于在弱磁區(qū)中補(bǔ)償指令電流的導(dǎo)程角分量的導(dǎo)程角補(bǔ)償值；速度控制器，其產(chǎn)生用于補(bǔ)償指令速度和電流速度之間的差值所引起的誤差的指令電流；指令電流產(chǎn)生器，其通過(guò)根據(jù)指令電流的大小，從只讀存儲(chǔ)器表中取出能獲得最大的每安培轉(zhuǎn)矩的點(diǎn)處的導(dǎo)程角分量，以及通過(guò)對(duì)指令電流的大小和用導(dǎo)程角補(bǔ)償值補(bǔ)償所取出的導(dǎo)程角分量后獲得的導(dǎo)程角分量進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系指令電流分量；以及指令電壓產(chǎn)生器，其根據(jù)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系指令電流分量產(chǎn)生靜止坐標(biāo)系指令電壓分量。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其中導(dǎo)程角補(bǔ)償器包括減法器，用于獲得有效向量施加時(shí)間T1與T2之和與采樣周期Ts之間的差值；以及比例積分控制器，通過(guò)對(duì)減法器獲得的誤差進(jìn)行比例積分運(yùn)算，產(chǎn)生用于在弱磁區(qū)中補(bǔ)償指令電流的導(dǎo)程角分量的導(dǎo)程角補(bǔ)償值。
11.如權(quán)利要求9所述的裝置，其中導(dǎo)程角補(bǔ)償器對(duì)減法器的輸出結(jié)果進(jìn)行比例積分運(yùn)算，并輸出結(jié)果值，且如果結(jié)果值是負(fù)的，導(dǎo)程角補(bǔ)償器輸出的值為“0”。
12.如權(quán)利要求9所述的裝置，其中導(dǎo)程角補(bǔ)償器對(duì)減法器的輸出結(jié)果進(jìn)行比例積分運(yùn)算，并輸出落入上限值范圍之內(nèi)的結(jié)果值。
13.一種在發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中的導(dǎo)程角控制裝置，其通過(guò)用導(dǎo)程角補(bǔ)償值補(bǔ)償指令電流的導(dǎo)程角分量在弱磁區(qū)中進(jìn)行速度控制，該導(dǎo)程角補(bǔ)償值通過(guò)對(duì)有效向量施加時(shí)間之和與采樣周期之間的差值進(jìn)行比例積分運(yùn)算后獲得。
14.如權(quán)利要求13的所述裝置，包括速度控制器，其計(jì)算并輸出用于補(bǔ)償指令速度和電流速度之間差值的指令電流；指令電流產(chǎn)生器，其基于指令電流，產(chǎn)生并輸出旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系指令電流分量；指令電壓產(chǎn)生器，其基于該旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系指令電流分量，產(chǎn)生并輸出靜止坐標(biāo)系指令電壓分量；空間電壓向量控制器，其基于該靜止坐標(biāo)系指令電壓分量，計(jì)算并輸出施加給逆變器的切換時(shí)間；以及導(dǎo)程角補(bǔ)償器，其通過(guò)將空間電壓向量控制器輸出的有效向量施加時(shí)間之和與采樣周期進(jìn)行比較，計(jì)算并輸出導(dǎo)程角補(bǔ)償值。
15.如權(quán)利要求14所述的裝置，其中導(dǎo)程角補(bǔ)償器包括加法器，其將空間電壓向量控制器輸出的有效向量施加時(shí)間相加；減法器，其獲得有效向量施加時(shí)間之和與采樣周期之間的差值；以及比例積分控制器，通過(guò)對(duì)減法器的輸出結(jié)果進(jìn)行比例積分運(yùn)算，產(chǎn)生并輸出導(dǎo)程角補(bǔ)償值。
16.如權(quán)利要求15所述的裝置，其中當(dāng)比例積分控制器對(duì)減法器的輸出結(jié)果進(jìn)行比例積分運(yùn)算時(shí)，比例積分控制器進(jìn)行增益控制操作，以便導(dǎo)程角補(bǔ)償值能落入上限值的范圍內(nèi)。
17.如權(quán)利要求15所述的裝置，其中當(dāng)比例積分控制器對(duì)減法器的輸出結(jié)果進(jìn)行比例積分運(yùn)算時(shí)，比例積分控制器進(jìn)行增益控制操作，以便如果導(dǎo)程角補(bǔ)償值為負(fù)數(shù)時(shí)，導(dǎo)程角補(bǔ)償器輸出的值為“0”。
18.如權(quán)利要求14所述的裝置，其中指令電流產(chǎn)生器包括只讀存儲(chǔ)器表，其存儲(chǔ)與速度控制器輸入的指令電流的大小相對(duì)應(yīng)的導(dǎo)程角分量，以及加法器，其將從只讀存儲(chǔ)器表中取出的導(dǎo)程角分量和導(dǎo)程角補(bǔ)償值相加，并輸出補(bǔ)償后的導(dǎo)程角分量。
19.如權(quán)利要求18所述的裝置，其中，指令電流產(chǎn)生器對(duì)由加法器輸出的補(bǔ)償后的導(dǎo)程角分量和指令電流的大小進(jìn)行三角函數(shù)運(yùn)算，產(chǎn)生并輸出旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系指令電流分量。
全文摘要
依照本發(fā)明的導(dǎo)程角控制裝置包括空間電壓向量控制器，根據(jù)靜止坐標(biāo)系指令電壓分量，計(jì)算獲得逆變器的輸出電壓向量所需的有效向量施加時(shí)間；導(dǎo)程角補(bǔ)償器，將有效向量施加時(shí)間之和與采樣周期相比較，產(chǎn)生導(dǎo)程角補(bǔ)償值；速度控制器，產(chǎn)生用于補(bǔ)償指令速度和電流速度間的差值所引起的誤差的指令電流；指令電流產(chǎn)生器，根據(jù)指令電流的大小，通過(guò)取出能獲得最大的每安培轉(zhuǎn)矩的點(diǎn)處的導(dǎo)程角分量，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系指令電流分量，并且對(duì)指令電流的大小和導(dǎo)程角分量進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算；以及指令電壓產(chǎn)生器，根據(jù)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系指令電流分量產(chǎn)生靜止坐標(biāo)系指令電壓分量。
文檔編號(hào)H02P23/00GK1797928SQ200510125069
公開(kāi)日2006年7月5日 申請(qǐng)日期2005年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月20日
發(fā)明者梁順培, 樸晟閔, 金泰元, 金兌暻 申請(qǐng)人:Lg電子株式會(huì)社