一種永磁同步電機(jī)的弱磁控制方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及永磁同步電機(jī)領(lǐng)域，尤其涉及一種永磁同步電機(jī)的弱磁控制方法和裝 置。
【背景技術(shù)】
[0002] 永磁同步電機(jī)的矢量控制技術(shù)因其能夠使永磁同步電機(jī)獲得很好的瞬態(tài)響應(yīng)特 性，實(shí)現(xiàn)對負(fù)載擾動(dòng)和給定值變化的快速響應(yīng)，而得到廣泛應(yīng)用。在永磁同步電機(jī)的矢量控 制過程中，當(dāng)牽引逆變器提供給永磁同步電機(jī)的電壓達(dá)到最大值時(shí)，通過減小永磁同步電 機(jī)的磁場（即對永磁同步電機(jī)進(jìn)行弱磁控制）能夠降低永磁同步電機(jī)的反電勢，從而升高 轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。
[0003] 目前，可以通過一定的方法使d軸（即直軸）電流小于0,從而利用其去磁作用減 小永磁同步電機(jī)的磁場，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)弱磁控制?，F(xiàn)有技術(shù)中，可以通過下述方法使d軸電流小 于〇 :利用d軸電壓Vdr和q軸電壓Vqr計(jì)算得到中線相位電壓Vr;將Vr與參考電壓Vbase 比較，最終由負(fù)反饋PI(ProportionalIntegral，比例積分）調(diào)節(jié)得到負(fù)的Idr(即d軸電 流）。該方法的實(shí)現(xiàn)框圖如圖1所示。
[0004] 由于上述方案通過PI調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)弱磁控制，而PI調(diào)節(jié)會(huì)帶來如下問題：PI參數(shù)調(diào) 試時(shí)間長；容易產(chǎn)生積分飽和，導(dǎo)致系統(tǒng)性能變差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種永磁同步電機(jī)的弱磁控制方法和裝置，用以縮短調(diào)試時(shí) 間，并提1?系統(tǒng)性能。
[0006] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案：
[0007] 第一方面，提供一種永磁同步電機(jī)的弱磁控制方法，包括：
[0008] 根據(jù)直流母線電壓的實(shí)際值獲得d軸電流的第一調(diào)節(jié)值；
[0009] 根據(jù)轉(zhuǎn)子的指標(biāo)參數(shù)的實(shí)際值獲得d軸電流的第二調(diào)節(jié)值；所述指標(biāo)參數(shù)包括以 下任一種：頻率、角頻率、轉(zhuǎn)速；
[0010] 根據(jù)所述第一調(diào)節(jié)值和所述第二調(diào)節(jié)值，獲得d軸電流的調(diào)節(jié)值；
[0011] 根據(jù)d軸電流初始給定值和所述d軸電流的調(diào)節(jié)值，獲得d軸電流的目標(biāo)值；其 中，所述d軸電流的目標(biāo)值為負(fù)值；
[0012] 根據(jù)所述d軸電流的目標(biāo)值控制所述永磁同步電機(jī)運(yùn)行。
[0013] 結(jié)合第一方面，在第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述根據(jù)所述第一調(diào)節(jié)值和所述第 二調(diào)節(jié)值，獲得d軸電流的調(diào)節(jié)值，包括：
[0014] 將所述第一調(diào)節(jié)值與所述第二調(diào)節(jié)值相乘，得到d軸電流的調(diào)節(jié)值。
[0015] 結(jié)合第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述根據(jù) 直流母線電壓的實(shí)際值獲得d軸電流的第一調(diào)節(jié)值，包括：
[0016] 根據(jù)所述永磁同步電機(jī)的負(fù)載特性和直流母線電壓的實(shí)際值獲得d軸電流的第 一調(diào)節(jié)值。
[0017] 結(jié)合第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式或第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第三種可能 的實(shí)現(xiàn)方式中，所述直流母線電壓的實(shí)際值與所述第一調(diào)節(jié)值成線性關(guān)系；和/或，所述指 標(biāo)參數(shù)的實(shí)際值與所述第二調(diào)節(jié)值成線性關(guān)系。
[0018] 結(jié)合第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第四種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述將所 述第一調(diào)節(jié)值與所述第二調(diào)節(jié)值相乘，得到d軸電流的調(diào)節(jié)值，包括：
[0019] 將所述第一調(diào)節(jié)值與所述第二調(diào)節(jié)值相乘，得到中間調(diào)節(jié)值；
[0020] 將所述中間調(diào)節(jié)值進(jìn)行限幅后，得到d軸電流的調(diào)節(jié)值。
[0021] 第二方面，提供一種永磁同步電機(jī)的弱磁控制裝置，包括：
[0022] 第一調(diào)節(jié)值獲取單元，用于根據(jù)直流母線電壓的實(shí)際值獲得d軸電流的第一調(diào)節(jié) 值；
[0023]第二調(diào)節(jié)值獲取單元，用于根據(jù)轉(zhuǎn)子的指標(biāo)參數(shù)的實(shí)際值獲得d軸電流的第二調(diào) 節(jié)值；所述指標(biāo)參數(shù)包括以下任一種：頻率、角頻率、轉(zhuǎn)速；
[0024] d軸電流的調(diào)節(jié)值獲取單元，用于根據(jù)所述第一調(diào)節(jié)值和所述第二調(diào)節(jié)值，獲得d 軸電流的調(diào)節(jié)值；
[0025]d軸電流的目標(biāo)值獲取單元，用于根據(jù)d軸電流初始給定值和所述d軸電流的調(diào)節(jié) 值，獲得d軸電流的目標(biāo)值；其中，所述d軸電流的目標(biāo)值為負(fù)值；
[0026]控制單元，用于根據(jù)所述d軸電流的目標(biāo)值控制所述永磁同步電機(jī)運(yùn)行。
[0027] 結(jié)合第二方面，在第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述d軸電流的調(diào)節(jié)值獲取單元具 體用于，將所述第一調(diào)節(jié)值與所述第二調(diào)節(jié)值相乘，得到d軸電流的調(diào)節(jié)值。
[0028] 結(jié)合第二方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述第一 調(diào)節(jié)值獲取單元具體用于，根據(jù)所述永磁同步電機(jī)的負(fù)載特性和直流母線電壓的實(shí)際值獲 得d軸電流的第一調(diào)節(jié)值。
[0029] 結(jié)合第二方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式或第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第三種可能 的實(shí)現(xiàn)方式中，所述直流母線電壓的實(shí)際值與所述第一調(diào)節(jié)值成線性關(guān)系；和/或，所述指 標(biāo)參數(shù)的實(shí)際值與所述第二調(diào)節(jié)值成線性關(guān)系。
[0030] 結(jié)合第二方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第四種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述d軸 電流的調(diào)節(jié)值獲取單元具體用于：
[0031] 將所述第一調(diào)節(jié)值與所述第二調(diào)節(jié)值相乘，得到中間調(diào)節(jié)值；
[0032]將所述中間調(diào)節(jié)值進(jìn)行限幅后，得到d軸電流的調(diào)節(jié)值。
[0033]本方案通過分別獲取直流母線電壓和轉(zhuǎn)子的指標(biāo)參數(shù)的實(shí)際值對d軸電流的影 響，得到第一調(diào)節(jié)值和第二調(diào)節(jié)值；根據(jù)第一調(diào)節(jié)值和第二調(diào)節(jié)值獲得為負(fù)值的d軸電流 的目標(biāo)值，根據(jù)d軸電流的目標(biāo)值控制永磁同步電機(jī)運(yùn)行。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本方案不需要 采用PI調(diào)節(jié)，因此能夠縮短調(diào)試時(shí)間，并能夠防止因PI調(diào)節(jié)易產(chǎn)生積分飽和導(dǎo)致的系統(tǒng)性 能差的問題。
【附圖說明】
[0034] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0035] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的一種永磁同步電機(jī)的弱磁控制方法的實(shí)現(xiàn)框圖；
[0036] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種永磁同步電機(jī)的弱磁控制方法的流程示意圖；
[0037] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種永磁同步電機(jī)的弱磁控制方法的流程示意圖；
[0038] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種永磁同步電機(jī)的弱磁控制方法的實(shí)現(xiàn)框圖；
[0039] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例二提供的另一種永磁同步電機(jī)的弱磁控制方法的實(shí)現(xiàn)框圖；
[0040] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例三提供的一種永磁同步電機(jī)的弱磁控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041] 圖7為本發(fā)明實(shí)施例四提供的一種永磁同步電機(jī)的弱磁控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0042] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0043] 需要說明的是，本文中術(shù)語"和/或"，僅僅是一種描述關(guān)聯(lián)對象的關(guān)聯(lián)關(guān)系，表示 可以存在三種關(guān)系，例如，A和/或B，可以表示：單獨(dú)存在A，同時(shí)存在A和B，單獨(dú)存在B這 三種情況。
[0044] 實(shí)施例一
[0045] 如圖2所示，為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種永磁同步電機(jī)的弱磁控制方法，包括：
[0046] 201 :根據(jù)直流母線電壓的實(shí)際值獲得d軸電流的第一調(diào)節(jié)值。
[0047] 示例性的，本發(fā)明實(shí)施例中的"永磁同步電機(jī)"可以應(yīng)用于多種設(shè)備中，該設(shè)備可 以為直流壓縮機(jī)等。本發(fā)明實(shí)施例的執(zhí)行主體可以為控制器，該控制器可以為永磁同步電 機(jī)所在的設(shè)備中的控制單元，也可以為獨(dú)立于永磁同步電機(jī)所在的設(shè)備的實(shí)體
[0048] "直流母線電壓"是指牽引逆變器的直流母線電壓。具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，該方法還可以包 括：獲取直流母線電壓的實(shí)際值；具體可以利用現(xiàn)有技術(shù)中的方法實(shí)現(xiàn)。
[0049] 為了說明直流母線電壓對d軸電流的影響，首先說明下述公式1和公式2 :
壓矢量在d軸的投影，Uq是牽引逆變器提供給永磁同步電機(jī)的電壓矢量在q軸（交軸）的 投影，Vd是轉(zhuǎn)子（永磁體）的磁鏈在d軸的投影，Vq是磁鏈在q軸的投影，1^是(1軸電感， Lq是q軸的電感，《為轉(zhuǎn)子的實(shí)際角頻率，R1為定子電阻，^是轉(zhuǎn)子坐標(biāo)下的d軸電流，iq 是轉(zhuǎn)子坐標(biāo)下的q軸電流。
[0052]由于在對永磁同步電機(jī)進(jìn)行弱磁控制時(shí)，永磁同步電機(jī)一般處于高頻 運(yùn)行時(shí)，此時(shí)可忽略定子電阻的壓降，因此根據(jù)公式1和公式2可以得到公式3:
[0053]根據(jù)公式5可知，影響id的參數(shù)包括：Udc、《、iq、Ld、Lq和Vf。一般地，Udc和《 對id的影響較大。由于在對永磁同步電機(jī)進(jìn)行弱磁控制時(shí)，d軸電流為負(fù)值；因此，根據(jù)公 式5可知，當(dāng)w恒定時(shí)，id的絕對值隨著Ud。的增大而減小，也就是說，Ud。與id的絕對值成 反比,Ud。與id的成正比；當(dāng)Ud。恒定時(shí)，id的絕對值隨著to的增大而增大，也就是說，to與 、的絕對值成正比，《與、的成反比。本發(fā)明實(shí)施例中，將Ud。對、的影