[发明专利]永磁同步电机在零速或极低速下的抗转子扰动装置及方法

权利要求书

1.一种永磁同步电机在零速或极低速下的抗转子扰动装置，其特征在于，包括：空间矢量脉宽调制单元（106）、脉宽驱动单元（107）、速度检测单元（109）、IGBT逆变功率单元（116）、永磁同步电机（117）、电源直流电压检测（118）单元和脉冲封锁逻辑单元（119）；所述空间矢量脉宽调制单元（106）与脉宽驱动单元（107）相连，所述脉宽驱动单元（107）与IGBT逆变功率单元（116）相连，所述IGBT逆变功率单元（116）与永磁同步电机（117）相连，所述速度检测单元（109）与永磁同步电机（117）相连，所述脉冲封锁逻辑单元（119）与驱动单元（107）相连；所述脉冲封锁逻辑单元（119）根据目标转矩或目标转速指令值判断出此时的目标转矩为零或目标转速为零，同时通过速度检测单元（109）测算出的实际速度在零速或极低速附近，则需要抗转子扰动；如果需要抗转子扰动，则脉冲封锁逻辑单元（119）向脉宽驱动单元（107）发出封锁脉冲，IGBT逆变功率单元（116）处于关断状态，使空间矢量控制单元（106）的输出信号无法通过脉宽驱动单元（107）驱动IGBT逆变功率单元（116），从而使IGBT逆变功率单元（116）不产生逆变电压，永磁同步电机（117）处于无电压输入状态，确保永磁同步电机（117）在零速或极低速附近时克服转子扰动。

2.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机在零速或极低速下的抗转子扰动装置，其特征在于：所述抗转子扰动装置还包括目标转矩电流计算单元（101）、弱磁判断及励磁电流计算单元（102）、前馈电压计算单元（103）、目标电压计算单元（104）、逆Park变换单元（105）、位置检测单元（108）、交流电流检测单元（110）、Clark坐标变换单元（111）、park坐标变换单元（112）、d轴电流PID调节单元（113）、q轴电流PID调节单元（114）和直流电源（115）；目标转矩电流计算单元（101）根据目标转速或目标转矩指令值计算出目标转矩电流；弱磁判断和励磁电流计算单元（102）根据电机参数、目标转矩电流、电压调制系数计算出目标励磁电流；同时位置检测单元（108）、速度检测单元（109）测量出永磁同步电机（117）的实际转子位置及实际转速；前馈电压计算单元（103）根据实际转速、目标转矩电流、目标励磁电流分别计算出d轴和q轴的稳态电压；交流电流检测单元（110）检测的电流经Clark坐标变换单元（111）和park坐标变换单元（112）分解到d轴和q轴上；Iq给定与Iqe反馈信号输入到q轴电流PID调节单元（114）后输出永磁同步电机动态电压的q轴动态部分至电压计算单元（104）；Id给定与Ide反馈信号输入到d轴电流PID调节单元（113）后输出永磁同步电机动态电压的d轴动态部分至电压计算单元（104）；电压计算单元（104）接收d轴电流PID调节单元（113）和q轴电流PID调节单元（114）的调节输出和前馈电压计算单元（103）的前馈电压输出，从而计算得出d轴和q轴的电压，并根据直流电压检测单元（118）测量的直流电压计算出电压调制比和d轴和q轴的电压标幺值Ud_pu、Uq_pu；逆Park变换单元（105）根据转子位置把d轴和q轴的电压标幺值Ud_pu、Uq_pu转换至静止αβ坐标系下的Uds、Uqs，再经空间矢量脉宽调制单元（106）计算出脉宽驱动单元（107）所需的占空比信号Ta_pu、Tb_pu、Tc_pu；脉宽驱动单元（107）的驱动信号输出由所述脉冲封锁逻辑单元（119）控制，IGBT逆变功率单元（116）接收驱动信号，并把直流电源（115）逆变为交流信号，驱动永磁同步电机（117）。

3.一种利用权利要求1所述的永磁同步电机在零速或极低速下的抗转子扰动装置进行抗转子扰动的方法，其特征在于：所述的抗转子扰动方法包括以下步骤：

所述脉冲封锁逻辑单元（119）根据速度检测单元（109）测算出的实际速度大小，判断出永磁同步电机（117）是否在零速或极低速附近，再根据目标转速/转矩指令值决定是否需要抗转子扰动；如果需要抗转子扰动，则脉冲封锁逻辑单元（119）向脉宽驱动单元（107）发出封锁脉冲，IGBT逆变功率单元（116）的信号处于关断状态，使空间矢量脉宽调制单元（106）的输出信号无法通过脉宽驱动单元（107）驱动IGBT逆变功率单元（116），从而使IGBT逆变功率单元（116）不产生逆变电压，永磁同步电机（117）处于无电压输入状态，确保永磁同步电机（117）在零速或极低速附近时克服转子扰动。