[发明专利]一种永磁同步电机的变PI弱磁控制方法和驱动控制装置

说明书

技术领域

本发明属于电机控制技术领域，特别是涉及一种永磁同步电机的变PI弱磁 控制方法和驱动控制装置。

背景技术

永磁同步电机(PMSM)以其控制性能好、功率密度高、节能等特点，已经在 各行各业中得到广泛应用。其中，在很多应用场合中，要求永磁同步电机运行 在高频范围，继而运行在弱磁区间，比如基于永磁同步电机的变频压缩机、基 于永磁同步电机的风机等。

经典的弱磁控制方法，将输出电压矢量幅值与设定输出电压阈值比较，当 超过阈值时增大弱磁电流(即矢量控制中d轴负方向电流)，反之减小弱磁电流。 调节过程通常采用纯积分控制器或者比例积分控制器，即对输出电压矢量幅值 与设定输出电压阈值的差值进行纯积分控制或者比例积分控制来调节弱磁电 流。

在运行频率给定要求快速上升或者输入电压暂降的情况下，直流母线电压 幅值不满足输出电压要求，由于永磁同步电机控制系统速度环的滞后特性，需 要快速进入弱磁状态以保证矢量控制的稳定性。当运行频率快速下降或者输入 电压恢复时，不宜过快退出弱磁状态，否则速度环的滞后特性将引起环路不稳 定。因此，进入弱磁状态和退出弱磁状态需要采用不同响应速度的弱磁控制器。

发明内容

本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种永磁同步电 机的变PI弱磁控制方法，该方法对进入弱磁状态的控制器参数和退出弱磁状态 的控制器参数分别设置，保证进入弱磁状态的响应快，而退出弱磁状态的响应 慢。

本发明的另一目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种实现永磁同 步电机的变PI弱磁控制方法的驱动控制装置。

本发明的首要目的通过下述技术方案实现：一种永磁同步电机的变PI弱磁 控制方法，包括以下步骤：

当输出电压幅值≥电压限幅阈值时，进入弱磁状态，通过第一控制器调节 以增大弱磁电流；当输出电压幅值＜电压限幅阈值时，退出弱磁状态，通过第 一控制器调节以减小弱磁电流。

其中，输出电压幅值为永磁同步电机矢量控制输出的电压矢量幅值；

其中，电压限幅阈值为驱动电路能够输出的最大电压幅值和电压调节裕量 设定的差值，即电压限幅阈值等于最大电压幅值减去电压调节裕量；

其中，驱动电路能够输出的最大电压幅值受限于直流母线电压和脉宽调制 算法；可选地，采用空间矢量脉宽调制算法，驱动电路在线性调制区内能够输 出的最大电压幅值为直流母线电压的0.577倍。

其中，第一控制器的响应带宽高于第二控制器的响应带宽；

可选地，第一控制器和第二控制器均采用比例-积分控制器，其中，第一控 制器的比例系数和积分系数大于第二控制器的比例系数和积分系数；

可选地，第一控制器和第二控制器均采用纯积分控制器，其中，第一控制 器的积分系数大于第二控制器的积分系数。

本发明的另一目的通过以下技术方案实现：一种实现永磁同步电机的变PI 弱磁控制方法的驱动控制装置，包括：驱动电路和控制模块，控制模块产生驱 动信号以控制驱动电路，驱动电路产生三相电压，所述三相电压用于控制永磁 同步电机。

所述驱动电路包括六个功率开关管，所述六个功率开关管构成三相桥臂， 所述三相桥臂中的第一桥臂具有第一节点，所述三相桥臂中的第二桥臂具有第 二节点，所述三相桥臂中的第三桥臂具有第三节点，所述第一节点、所述第二 节点和所述第三节点与所述永磁同步电机的三相绕组对应相连，且所述的六个 功率开关管中的每个功率开关管都与二极管反向并联；所述控制模块用于在接 收到永磁同步电机三相电流进行矢量控制，输出驱动信号给六个功率开关管。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

本发明对进入弱磁状态的控制器参数和退出弱磁状态的控制器参数分别设 置，保证了进入弱磁状态的响应快，而退出弱磁状态的响应慢。

附图说明

图1是永磁同步电机的控制电路拓扑。

图2是旋转坐标系与静止坐标系关系图。

图3是表贴式永磁同步电机的矢量控制框图。

图4时内嵌式永磁同步电机的矢量控制框图。

图5是经典弱磁控制模块的控制方法。

图6时本发明弱磁控制模块的控制方法。

具体实施方式