[发明专利]直驱永磁同步电机的电压控制方法及设备

说明书

本发明实施例提供一种直驱永磁同步电机的电压控制方法及设备，根据电机的转子旋转角度和三相电流，获取电压空间矢量以及所述电压空间矢量对应的目标相位角，根据电机的当前定子频率，获取所述电压空间矢量对应的实际相位角，根据目标相位角和实际相位角，获取电机的目标定子频率，根据所述目标定子频率，获取所述电机的三相电压的幅值和相位；通过上述过程，能够实时对牵引逆变器输出的电压空间矢量的相位角进行调节，使得牵引逆变器输出电压的实际相位角始终跟踪控制算法输出的目标相位角，提高牵引逆变器的输出电压的精度，进而提高对直驱永磁同步电机的控制精度。

技术领域

本发明实施例涉及电机控制技术领域，尤其涉及一种直驱永磁同步电机的电压控制方法及设备。

背景技术

永磁同步电机具有高功率密度、高功率因数、高过载能力等优点，越来越多地被应用到轨道交通领域。直驱永磁同步电机作为永磁同步牵引系统的重要组成部分，其性能发挥的优劣直接影响整个牵引系统的性能。

直驱永磁同步牵引系统中，由牵引逆变器作为直驱永磁同步电机的驱动控制器，即由牵引逆变器对直流电流进行变压、变频和调速，转换为用以驱动电机的交流电流。目前，为了提高直驱永磁同步电机的控制精度，牵引逆变器通常采用控制算法与调制算法独立设计的方法。具体的，控制算法受控于定时器中断，主要完成控制逻辑、指令接收、电压空间矢量的控制等过程；调制算法受控于脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)中断，用于采用调制策略将控制算法输出的电压空间矢量调制为PWM符号，以控制牵引逆变器中的绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)的开通和关断，从而实现将直流电流转化为交流电流。其中，调制策略可以采用异步调制、同步调制、特殊同步调制组合的多模式调制策略。

然而，上述对牵引逆变器的控制中，由于控制算法和调制算法独立设计，且PWM中断的频率通常低于定时器中断的频率，并且调制策略可以采用多种不同的调制策略的组合，上述多种因素使得经过调制后牵引逆变器输出的电压空间矢量的相位角通常与控制算法输出的电压空间矢量的相位角存在偏差，降低了牵引逆变器的输出电压的精度，进而降低了对直驱永磁同步电机的控制精度。

发明内容

本发明实施例提供一种直驱永磁同步电机的电压控制方法及设备，以提高牵引逆变器的输出电压的精度，进而提高对直驱永磁同步电机的控制精度。

第一方面，本发明实施例提供一种直驱永磁同步电机的电压控制方法，包括：

根据直驱永磁同步电机的转子旋转角度和三相电流，获取电压空间矢量以及所述电压空间矢量对应的目标相位角；

根据所述直驱永磁同步电机的当前定子频率，获取所述电压空间矢量对应的实际相位角；

根据所述目标相位角和所述实际相位角，获取所述直驱永磁同步电机的目标定子频率；

根据所述目标定子频率，获取所述直驱永磁同步电机的三相电压的幅值和相位。

可选的，所述根据所述目标相位角和所述实际相位角，获取所述直驱永磁同步电机的目标定子频率，包括：

根据所述目标相位角和所述实际相位角，获取补偿定子频率；

根据所述直驱永磁同步电机的当前定子频率以及所述补偿定子频率，获取所述直驱永磁同步电机的目标定子频率。

可选的，所述根据所述目标相位角和所述实际相位角，获取补偿定子频率，包括：

获取所述目标相位角与所述实际相位角的差值；

根据预设的比例系数、预设的积分系数以及所述目标相位角与所述实际相位角的差值，获取补偿定子频率。