本發(fā)明涉及永磁同步電機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域,具體地涉及一種永磁同步電機(jī)的控制方法、系統(tǒng)及機(jī)器可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。
背景技術(shù):
永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)往往設(shè)計(jì)比較復(fù)雜,磁路相對(duì)比較飽和而由于磁路的飽和作用,使得電機(jī)的d軸、q軸電感并不是常數(shù);一般它們是隨電機(jī)的磁路飽和情況的不同而變化,使得電感參數(shù)的準(zhǔn)確獲取成為了永磁同步電機(jī)精準(zhǔn)控制所面臨的一大難題。
相關(guān)技術(shù)中一般是采用靜態(tài)測(cè)試的方式來(lái)獲取電機(jī)電感,由此其所得到的是一個(gè)關(guān)于永磁同步電機(jī)的電感常數(shù)值,之后其會(huì)將該常數(shù)值輸入電機(jī)系統(tǒng)以進(jìn)行電機(jī)控制。
但是,本申請(qǐng)的發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過(guò)程中發(fā)現(xiàn):利用常數(shù)電感對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制存在較大的誤差,尤其是永磁同步電機(jī)采用基波模型的無(wú)位置控制時(shí),電感參數(shù)的變化差距又會(huì)直接導(dǎo)致定向角的偏移,導(dǎo)致電機(jī)控制異常。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明實(shí)施例的目的是提供一種永磁同步電機(jī)的控制方法、系統(tǒng)及機(jī)器可讀存儲(chǔ)介質(zhì),用以至少解決相關(guān)技術(shù)中因控制所用的常數(shù)電感參數(shù)相對(duì)于實(shí)際動(dòng)態(tài)的電感參數(shù)存在較大變化差距而導(dǎo)致電機(jī)控制異常的技術(shù)問(wèn)題。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明實(shí)施例一方面提供一種永磁同步電機(jī)的控制方法,所述永磁同步電機(jī)具有靜態(tài)下的初始電感,所述方法包括:獲取所述永磁同步電機(jī)在工作狀態(tài)下的多個(gè)電流所分別對(duì)應(yīng)的多個(gè)工作電感;選定參考電流,并從所述多個(gè)工作電感中確定對(duì)應(yīng)于所述參考電流的參考電感;基于所述初始電感、參考電感和參考電流來(lái)建立用于指示所述永磁同步電機(jī)在工作狀態(tài)下的電感與電流之間關(guān)系的修正電感模型;以及利用所述修正電感模型來(lái)控制所述永磁同步電機(jī)工作。
可選的,所述選定參考電流包括:選擇所述永磁同步電機(jī)在所述工作狀態(tài)下出現(xiàn)功率因數(shù)最大時(shí)的電流來(lái)作為所述參考電流。
可選的,所述永磁同步電機(jī)配置有用來(lái)指示多個(gè)等級(jí)的電機(jī)工作參數(shù)的多個(gè)目標(biāo)工作區(qū)間,在所述獲取所述永磁同步電機(jī)在工作狀態(tài)下的多個(gè)電流所分別對(duì)應(yīng)的多個(gè)工作電感之后,該方法還包括:從所述多個(gè)目標(biāo)工作區(qū)間中選定分別用來(lái)指示較高等級(jí)和較低等級(jí)的電機(jī)工作參數(shù)的第一目標(biāo)工作區(qū)間和第二目標(biāo)工作區(qū)間;選擇所述永磁同步電機(jī)在所述第一目標(biāo)工作區(qū)間和所述第二目標(biāo)工作區(qū)間的工作狀態(tài)下分別出現(xiàn)功率因數(shù)最大時(shí)的電流來(lái)作為第一參考電流和第二參考電流,并從所述多個(gè)工作電感中確定對(duì)應(yīng)于所述第一參考電流和所述第二參考電流的第一參考電感和第二參考電感;分別計(jì)算所述初始電感相對(duì)于所述第一參考電感和第二參考電感所需補(bǔ)償?shù)牡谝恍拚姼泻偷诙拚姼校换谒龅谝粎⒖茧娏?、第一修正電感、第二參考電流、第二修正電感和初始電感?lái)建立所述修正電感模型,并利用所述修正電感模型來(lái)控制所述永磁同步電機(jī)工作。
可選的,所述電機(jī)工作參數(shù)包含轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和/或負(fù)載,以及所述目標(biāo)工作區(qū)間包含選自以下中的一者或多者:高轉(zhuǎn)速區(qū)、中轉(zhuǎn)速區(qū)、低轉(zhuǎn)速區(qū)、高負(fù)載區(qū)、中負(fù)載區(qū)、低負(fù)載區(qū)、高速高載區(qū)、高速中載區(qū)、高速低載區(qū)、中速高載區(qū)、中速中載區(qū)、中速低載區(qū)、低速高載區(qū)、低速中載區(qū)、低速低載區(qū)。
可選的,所述基于所述第一參考電流、第一修正電感、第二參考電流、第二修正電感和初始電感來(lái)建立所述修正電感模型包括:將所述第一參考電流、第一修正電感、第二參考電流、第二修正電感和初始電感以線(xiàn)性擬合的方式來(lái)建立所述修正電感模型。
可選的,所述初始電感、參考電感和參考電流其中的一者或多者為旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的d軸或q軸分量參數(shù)。
可選的,所述方法包括d軸電感修正控制子步驟,具體包括:獲取所述永磁同步電機(jī)在工作狀態(tài)下的多個(gè)定子總電流所分別對(duì)應(yīng)的多個(gè)d軸工作電感;從所述多個(gè)定子總電流中選定第一參考電流,并從所述多個(gè)d軸工作電感中確定對(duì)應(yīng)于所述參考電流的d軸參考電感;基于所述d軸參考電感和第一參考電流來(lái)建立用于指示所述永磁同步電機(jī)在工作狀態(tài)下的d軸電感與定子總電流之間關(guān)系的第一修正電感模型;利用所述第一修正電感模型來(lái)在d軸上控制所述永磁同步電機(jī)工作。
可選的,所述方法包括q軸電感修正控制子步驟,具體包括:獲取所述永磁同步電機(jī)在工作狀態(tài)下的多個(gè)d軸電流和q軸電流以及相應(yīng)的多個(gè)q軸工作電感;從所述多個(gè)d軸電流和q軸電流中選定d軸參考電流和q軸參考電流,并從所述多個(gè)q軸工作電感中確定對(duì)應(yīng)于所述d軸參考電流和q軸參考電流的q軸參考電感;基于所述q軸參考電感、d軸參考電流和q軸參考電流來(lái)建立用于指示所述永磁同步電機(jī)在工作狀態(tài)下的q軸電感與d軸電流之間關(guān)系的第二修正電感模型和用于指示所述永磁同步電機(jī)在工作狀態(tài)下的q軸電感與q軸電流之間關(guān)系的第三修正電感模型;利用所述第二修正電感模型和所述第三修正電感模型來(lái)在q軸上控制所述永磁同步電機(jī)工作。
可選的,所述方法包括:利用所述第一修正電感模型來(lái)在d軸上控制所述永磁同步電機(jī)工作,并在所述永磁同步電機(jī)被所述第一修正電感模型控制時(shí)所處的工作狀態(tài)下執(zhí)行所述q軸電感修正控制子步驟;或者利用所述第二修正電感模型和所述第三修正電感模型來(lái)在q軸上控制所述永磁同步電機(jī)工作,并在所述永磁同步電機(jī)被所述第二修正電感模型和所述第三修正電感模型控制時(shí)所處的工作狀態(tài)下執(zhí)行所述d軸電感修正控制子步驟。
可選的,所述d軸電感修正控制子步驟是在電機(jī)處于包含選自以下中一者或多者的工作狀態(tài)時(shí)才執(zhí)行的:低負(fù)載區(qū)、高速低載區(qū)、中速低載區(qū)、低速低載區(qū)。
本發(fā)明實(shí)施例另一方面提供一種永磁同步電機(jī)的控制系統(tǒng),包括:控制器,連接至永磁同步電機(jī),并用于執(zhí)行上述的永磁同步電機(jī)的控制方法。
本發(fā)明實(shí)施例還一方面提供一種機(jī)器可讀存儲(chǔ)介質(zhì),該機(jī)器可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)有指令,該指令用于使得機(jī)器執(zhí)行本申請(qǐng)上述的永磁同步電機(jī)的控制方法。
通過(guò)上述技術(shù)方案,一方面,在電機(jī)處于工作狀態(tài)時(shí)實(shí)時(shí)獲取電機(jī)的工作電感,并選定較典型的工作狀態(tài)時(shí)刻的參考電流及相應(yīng)的參考電感,由此通過(guò)參考選定的方式確定本實(shí)施例中所實(shí)際應(yīng)用的作為參考的工作電感,能夠有效消除電機(jī)工作過(guò)程中的雜波等干擾因素對(duì)工作電感波動(dòng)的影響;另一方面,基于該參考電感、初始電感和參考電流建立符合電機(jī)實(shí)時(shí)工作狀態(tài)的電感與電流之間關(guān)系的修正電感模型,最后將該修正電感模型帶入電機(jī)控制系統(tǒng),由此利用修正電感模型模擬動(dòng)態(tài)變換的電感環(huán)境并以此控制永磁同步電機(jī)工作,能夠較精確地貼合電機(jī)工作狀態(tài)下的電感參數(shù)的變化,并提高了永磁同步電機(jī)控制的精確度;又一方面,本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)施可以是與電機(jī)工作實(shí)時(shí)同步進(jìn)行,能夠使得所建立的修正電感模型可以是與電機(jī)的實(shí)時(shí)工作狀態(tài)貼合及相關(guān),并還可以在不作出改動(dòng)的情況下適用于多種不同的型號(hào)的永磁同步電機(jī),使得本實(shí)施例的應(yīng)用具有較強(qiáng)的適用性。
本發(fā)明實(shí)施例的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說(shuō)明。
附圖說(shuō)明
附圖是用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的進(jìn)一步理解,并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分,與下面的具體實(shí)施方式一起用于解釋本發(fā)明實(shí)施例,但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的限制。在附圖中:
圖1是本發(fā)明一實(shí)施例的永磁同步電機(jī)的控制方法的流程示意圖;
圖2是本發(fā)明另一實(shí)施例的永磁同步電機(jī)的控制方法的流程示意圖;
圖3是本發(fā)明一實(shí)施例的基于pwm的永磁同步電機(jī)控制方法關(guān)于d軸電感控制的流程示意圖;
圖4是本發(fā)明一實(shí)施例的基于pwm的永磁同步電機(jī)控制方法關(guān)于q軸電感控制的流程示意圖;
圖5是本發(fā)明另一實(shí)施例的基于pwm的永磁同步電機(jī)控制方法的流程示意圖;
圖6是為圖5中的永磁同步電機(jī)所配備的轉(zhuǎn)速-負(fù)載的各個(gè)目標(biāo)工作區(qū)間范圍的坐標(biāo)系劃分示意圖;
圖7是應(yīng)用圖5所示的永磁同步電機(jī)控制方法的d軸電感修正值和總電流的擬合線(xiàn)型圖的示意圖;
圖8a是應(yīng)用圖5所示的永磁同步電機(jī)控制方法的q軸電感修正值和q軸電流的擬合線(xiàn)型圖的示意圖;
圖8b是應(yīng)用圖5所示的永磁同步電機(jī)控制方法的q軸電感修正值和d軸電流的擬合線(xiàn)型圖的示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是,此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明實(shí)施例,并不用于限制本發(fā)明實(shí)施例。
參見(jiàn)圖1示出的是本發(fā)明一實(shí)施例的永磁同步電機(jī)的控制方法的流程示意圖,永磁同步電機(jī)具有靜態(tài)下的初始電感,該靜態(tài)下的初始電感可以是借助相關(guān)技術(shù)中例如靜態(tài)測(cè)試的若干手段而被獲取的。進(jìn)一步地,該控制方法包括以下步驟:
步驟101:獲取永磁同步電機(jī)在工作狀態(tài)下的多個(gè)電流所分別對(duì)應(yīng)的多個(gè)工作電感;
其中,電機(jī)電感在電機(jī)實(shí)際上電工作的時(shí)間段是動(dòng)態(tài)變化的,并且申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)永磁同步電機(jī)的電機(jī)電流與電感之間存在密切聯(lián)系,于是可以通過(guò)步驟101的實(shí)施來(lái)獲取工作狀態(tài)下的電流和與其對(duì)應(yīng)的電感。
步驟102:選定參考電流,并從多個(gè)工作電感中確定對(duì)應(yīng)于參考電流的參考電感;
在本實(shí)施例中,通過(guò)參考選定的方式確定本實(shí)施例中所實(shí)際應(yīng)用的作為參考的工作電感,能夠有效消除電機(jī)工作過(guò)程中的雜波等干擾因素對(duì)工作電感波動(dòng)的影響。優(yōu)選地,參考電流可以是相對(duì)于電機(jī)工作實(shí)施過(guò)程的典型工作狀態(tài)點(diǎn)下(例如在下文優(yōu)選實(shí)施例中所公開(kāi)的出現(xiàn)最大功率因數(shù)的時(shí)候)的電機(jī)電流,使得參考電感和參考電流還能夠用來(lái)指示典型的電機(jī)工作狀態(tài)。
步驟103:基于初始電感、參考電感和參考電流來(lái)建立用于指示永磁同步電機(jī)在工作狀態(tài)下的電感與電流之間關(guān)系的修正電感模型;
需說(shuō)明的是,修正電感模型可以是用來(lái)貼合并指示永磁同步電機(jī)的電機(jī)電流與電感之間的如上所述的密切聯(lián)系的,其是基于初始電感、參考電感和參考電流所獲取的,但是該模型所指示的電感、電流范圍應(yīng)不局限于特定的所選定的參考電流、電感,以及其所指示的可以是一連續(xù)范圍內(nèi)的電感與電流之間的關(guān)系。
步驟104:利用修正電感模型來(lái)控制永磁同步電機(jī)工作。
在本實(shí)施例中,利用修正電感模型模擬動(dòng)態(tài)變化的電感環(huán)境并以此控制永磁同步電機(jī)工作,能夠較精確地貼合電機(jī)工作狀態(tài)下的電感參數(shù)的變化,并提高了永磁同步電機(jī)控制的精確度;另一方面,本實(shí)施例可以是在電機(jī)工作時(shí)所實(shí)時(shí)進(jìn)行的,并可以在不作出改動(dòng)的情況下適用于多種不同的型號(hào)的永磁同步電機(jī),并能夠使得所建立的修正電感模型可以是與電機(jī)的工作狀態(tài)實(shí)時(shí)貼合和相關(guān),更增大了電機(jī)控制的有效性和精確度。
作為圖1所示實(shí)施例的進(jìn)一步的公開(kāi)和優(yōu)化,旨在對(duì)步驟102中的參考電流的選定方式上的公開(kāi)和優(yōu)化,其可以是選擇永磁同步電機(jī)在工作狀態(tài)下出現(xiàn)功率因數(shù)最大時(shí)的電流來(lái)作為參考電流。
需說(shuō)明的是,在永磁同步電機(jī)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程中,當(dāng)電機(jī)電流超過(guò)一定范圍后,電能無(wú)法再轉(zhuǎn)化成更多的磁能,只能轉(zhuǎn)化成熱能,也就是存在磁路飽和和交叉飽和等問(wèn)題。在本優(yōu)選實(shí)施方式的中,由于與出現(xiàn)最大功率因數(shù)時(shí)刻相關(guān)的參考電流并以此來(lái)建立修正電感模型,可以準(zhǔn)確反映實(shí)際系統(tǒng)中磁路飽和、交叉飽和的現(xiàn)象,能夠保障更安全有效地控制永磁同步電機(jī)的工作運(yùn)行。并且,可以只需使用功率因數(shù)的測(cè)量設(shè)備(例如功率分析儀)來(lái)獲取功率因數(shù),而功率因數(shù)測(cè)量設(shè)備廣泛應(yīng)用于工業(yè)和電控領(lǐng)域,使得本發(fā)明實(shí)施例的優(yōu)選實(shí)施方式易于實(shí)施。
作為圖1所示實(shí)施例的進(jìn)一步的公開(kāi)和優(yōu)化,可以是將第一參考電流、第一修正電感、第二參考電流、第二修正電感和初始電感以線(xiàn)性擬合的方式來(lái)建立修正電感模型。需說(shuō)明的是,雖然電機(jī)工作過(guò)程中的工作電感和電流之間的關(guān)系并不屬于絕對(duì)的線(xiàn)性關(guān)系,但是本申請(qǐng)的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)線(xiàn)性擬合的工作電感模型所描述的電感參數(shù)與實(shí)際電感參數(shù)較為接近,能夠滿(mǎn)足一般情況下的永磁同步電機(jī)控制的精準(zhǔn)度的要求。可以理解的是,上述修正電感模型的建立方式僅用作示例,而不能用來(lái)限定本發(fā)明實(shí)施例的范圍。
參見(jiàn)圖2示出的是本發(fā)明另一實(shí)施例的永磁同步電機(jī)的控制方法的流程示意圖,該永磁同步電機(jī)配置有用來(lái)指示多個(gè)等級(jí)的電機(jī)工作參數(shù)的多個(gè)目標(biāo)工作區(qū)間,該方法具體包括:
步驟201:獲取永磁同步電機(jī)在工作狀態(tài)下的多個(gè)電流所分別對(duì)應(yīng)的多個(gè)工作電感;
步驟202:從多個(gè)目標(biāo)工作區(qū)間中選定分別用來(lái)指示較高等級(jí)和較低等級(jí)的電機(jī)工作參數(shù)的第一目標(biāo)工作區(qū)間和第二目標(biāo)工作區(qū)間;
更具體地,該電機(jī)工作參數(shù)包含轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和/或負(fù)載,以及相應(yīng)地為永磁同步電機(jī)所配置的目標(biāo)工作區(qū)間可以是以下中的至少一者:高轉(zhuǎn)速區(qū)、中轉(zhuǎn)速區(qū)、低轉(zhuǎn)速區(qū)、高負(fù)載區(qū)、中負(fù)載區(qū)、低負(fù)載區(qū)、高速高載區(qū)、高速中載區(qū)、高速低載區(qū)、中速高載區(qū)、中速中載區(qū)、中速低載區(qū)、低速高載區(qū)、低速中載區(qū)、低速低載區(qū)。進(jìn)一步地,第一目標(biāo)工作區(qū)間和第二目標(biāo)工作區(qū)間可以是分別指代高和低負(fù)載區(qū),高和低轉(zhuǎn)速區(qū)等等。
步驟203:選擇永磁同步電機(jī)在第一目標(biāo)工作區(qū)間和第二目標(biāo)工作區(qū)間的工作狀態(tài)下分別出現(xiàn)功率因數(shù)最大時(shí)的電流來(lái)作為第一參考電流和第二參考電流,并從多個(gè)工作電感中確定對(duì)應(yīng)于第一參考電流和第二參考電流的第一參考電感和第二參考電感;
步驟204:分別計(jì)算初始電感相對(duì)于第一參考電感和第二參考電感所需補(bǔ)償?shù)牡谝恍拚姼泻偷诙拚姼校?/p>
步驟205:基于第一參考電流、第一修正電感、第二參考電流、第二修正電感和初始電感來(lái)建立修正電感模型,并利用修正電感模型來(lái)控制永磁同步電機(jī)工作。
在本實(shí)施例中,通過(guò)選擇處于不同等級(jí)(例如高和低等級(jí)的負(fù)載、轉(zhuǎn)速)的工作狀態(tài)下的電流及電感作為模型建立所選用的電流和電感,綜合考慮了電機(jī)的工作運(yùn)行的整體狀態(tài),保障所合成的修正電感模型的適用范圍和高精確度。
由于永磁同步電機(jī)較多的是基于pwm(pulsewidthmodulation,脈沖寬度調(diào)制)控制系統(tǒng)的實(shí)施來(lái)完成的,使得在發(fā)明實(shí)施例的應(yīng)用中,上文實(shí)施例所述的初始電感、工作電感、多個(gè)電流和參考電流其中的一者或多者為旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的d軸或q軸分量參數(shù)。并且有鑒于此,本發(fā)明實(shí)施例于此還公開(kāi)了基于pwm的永磁同步電機(jī)控制方法的一實(shí)施例,具體如圖3所示出的是關(guān)于本發(fā)明實(shí)施例方法在d軸電感方面的實(shí)施步驟,并包括以下步驟:
步驟301:獲取永磁同步電機(jī)在工作狀態(tài)下的多個(gè)定子總電流所分別對(duì)應(yīng)的多個(gè)d軸工作電感;
步驟302:從多個(gè)定子總電流中選定第一參考電流,并從多個(gè)d軸工作電感中確定對(duì)應(yīng)于參考電流的d軸參考電感;
步驟303:基于d軸參考電感和第一參考電流來(lái)建立用于指示永磁同步電機(jī)在工作狀態(tài)下的d軸電感與定子總電流之間關(guān)系的第一修正電感模型;
步驟304:利用第一修正電感模型來(lái)在d軸上控制永磁同步電機(jī)工作。
在本實(shí)施例中,考慮到d軸電感與定子總電流的關(guān)聯(lián)度較大,所以可以選擇定子總電流作為本實(shí)施例中在d軸電感方面的控制實(shí)施的依據(jù)。更優(yōu)選地,為了消除q軸電感對(duì)d軸電感的干擾,可以是選擇在低負(fù)載的情況下實(shí)施步驟301-304,因在低負(fù)載情況下電機(jī)的q軸電流較小,以及d軸電感所受的干擾也較小。
由于在電機(jī)pwm控制實(shí)施的工作過(guò)程中,電機(jī)電感在d軸上的波動(dòng)相對(duì)于q軸的波動(dòng)較低,所以如圖4所示的關(guān)于本發(fā)明實(shí)施例方法在d軸電感方面的實(shí)施步驟,并包括以下步驟:
步驟401:獲取永磁同步電機(jī)在工作狀態(tài)下的多個(gè)d軸電流和q軸電流以及相應(yīng)的多個(gè)q軸工作電感;
步驟402:從多個(gè)d軸電流和q軸電流中選定d軸參考電流和q軸參考電流,并從多個(gè)q軸工作電感中確定對(duì)應(yīng)于d軸參考電流和q軸參考電流的q軸參考電感;
步驟403:基于q軸參考電感、d軸參考電流和q軸參考電流來(lái)建立用于指示永磁同步電機(jī)在工作狀態(tài)下的q軸電感與d軸電流之間關(guān)系的第二修正電感模型和用于指示永磁同步電機(jī)在工作狀態(tài)下的q軸電感與q軸電流之間關(guān)系的第三修正電感模型;
步驟404:利用第二修正電感模型和第三修正電感模型來(lái)在q軸上控制永磁同步電機(jī)工作。
在本實(shí)施例中,考慮到q軸電感與d軸電流分量和q軸電流分量的關(guān)聯(lián)度較大,所以需要選定d軸電流分量和q軸電流分量作為本實(shí)施例中在q軸電感方面的控制實(shí)施的依據(jù)。
作為本發(fā)明另一實(shí)施例,也是對(duì)圖3和圖4所示實(shí)施例的進(jìn)一步的優(yōu)化,其可以是在步驟301-304實(shí)施之后,在d軸電感界定的情況下將其代入系統(tǒng)的工作狀態(tài)下再實(shí)施步驟401-404;其也可以是在步驟401-404實(shí)施之后,在q軸電感界定的情況下將其代入系統(tǒng)的工作狀態(tài)下再實(shí)施步驟301-304。由此,使得在利用旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的一個(gè)方向上已擬合的電感子模型在代入電機(jī)系統(tǒng)之后的情況下,再去貼合電機(jī)工作狀態(tài)的另一方向下的電感子模型,能夠保障所獲取的另一方向下的電感子模型的精確度。
為了更具體地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例,參見(jiàn)圖5示出的是本發(fā)明另一實(shí)施例的基于pwm的永磁同步電機(jī)控制方法的流程示意圖,具體包含以下步驟:
步驟501:獲取靜態(tài)方法測(cè)試得到的d軸電感值ld0和q軸電感值lq0;
步驟502:基于該ld0和lq0,搭建采用矢量控制和基波模型的無(wú)位置傳感器控制的目標(biāo)電控系統(tǒng);
步驟503:根據(jù)目標(biāo)電控系統(tǒng)要求,確定目標(biāo)電控系統(tǒng)的低速區(qū)、中速區(qū)和高速區(qū)速度范圍,確定目標(biāo)電控系統(tǒng)的輕載、中載和重載負(fù)載范圍;其中,本發(fā)明具體涉及的工作區(qū)間范圍在如圖6所示的轉(zhuǎn)速-負(fù)載坐標(biāo)系中標(biāo)出;
步驟504:連接功率分析儀;
步驟505:調(diào)整目標(biāo)電控系統(tǒng),使其運(yùn)行在低速輕載區(qū)(區(qū)域a),保持轉(zhuǎn)速和負(fù)載恒定,微調(diào)電控系統(tǒng)所用ld的大小,觀察功率分析儀上顯示的功率因素變化,確定功率因素最大時(shí)所對(duì)應(yīng)的d軸電感值lda,記錄lda和ld0之間的差δlda,并記錄此時(shí)的電流值ida和iqa,計(jì)算
步驟506:調(diào)整目標(biāo)電控系統(tǒng),使其運(yùn)行在高速輕載區(qū)(區(qū)域b),保持轉(zhuǎn)速和負(fù)載恒定,微調(diào)電控系統(tǒng)所用ld的大小,觀察功率分析儀上顯示的功率因素變化,確定功率因素最大時(shí)ld的值ldb,記錄該ldb和ld0之間的差δldb,并記錄此時(shí)的電流值idb和iqb,計(jì)算
步驟507:根據(jù)步驟505和步驟506中所記錄的數(shù)據(jù),擬合d軸電感修正值δld和總電流is之間的關(guān)系線(xiàn)δld(is);
步驟508:將ld0+δld(is)作為實(shí)際的d軸電感,代入電控系統(tǒng);
步驟509:調(diào)整目標(biāo)電控系統(tǒng),使其運(yùn)行在低速重載區(qū)(區(qū)域c),保持轉(zhuǎn)速和負(fù)載恒定,調(diào)整電控系統(tǒng)所用lq的大小,觀察功率分析儀上顯示的功率因素變化,確定功率因素最大時(shí)lq的值lqc,記錄該lqc和lq0之間的差δlqc,并記錄此時(shí)的電流idc和iqc;
步驟510:調(diào)整目標(biāo)電控系統(tǒng),使其運(yùn)行在高速輕載區(qū)(區(qū)域e),保持轉(zhuǎn)速和負(fù)載恒定,調(diào)整電控系統(tǒng)所用lq的大小,觀察功率分析儀上顯示的功率因素變化,確定功率因素最大時(shí)lq的值lqe,記錄該lqe和lq0之間的差δlqe,并記錄此時(shí)的電流ide和iqe;
步驟511:調(diào)整目標(biāo)電控運(yùn)行在高速重載區(qū)(區(qū)域f),保持轉(zhuǎn)速和負(fù)載恒定,調(diào)整電控系統(tǒng)所用lq的大小,觀察功率分析儀上顯示的功率因素變化,確定功率因素最大時(shí)lq的值lqf,記錄該lqf和lq0之間的差δlqf,并記錄此時(shí)的電流idf和iqf;
步驟512:根據(jù)步驟509-511記錄的數(shù)據(jù),分別擬合q軸電感參數(shù)的第一部分修正值δlq1與id之間關(guān)系線(xiàn)以及第二部分修正值δlq2與iq之間的關(guān)系線(xiàn);
步驟513:將lq0+δlq1(iq)+δlq2(id)作為實(shí)際的q軸電感,代入電控系統(tǒng)。
為了進(jìn)一步說(shuō)明上述方法,步驟507中,d軸電感修正值和總電流的擬合方法為按直線(xiàn)擬合,其關(guān)系示意如圖7所示,即d軸電感和總電流呈近似線(xiàn)性關(guān)系。將坐標(biāo)點(diǎn)(isa,δlda)和(isb,δlda)分別代入,即可求解出直線(xiàn)方程以is為橫坐標(biāo),δld為縱坐標(biāo)的直線(xiàn)δld(is),實(shí)際的帶修正的電感值為ld0+δld(is)。
在步驟512中,q軸電感同時(shí)受id和iq的影響,其實(shí)際關(guān)系不僅非線(xiàn)性,而且存在較強(qiáng)的交叉飽和現(xiàn)象,但總體關(guān)系上,q軸電流的增加將增強(qiáng)q軸磁路的飽和,d軸弱磁電流的增加會(huì)一定程度減小q軸磁路的飽和,據(jù)此分別建立q軸電感和d軸電流、q軸電流的關(guān)系式,其示意如圖8a和8b。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,在步驟512中,q軸電感參數(shù)的第一部分修正值δlq1與iq之間的關(guān)系線(xiàn)擬合方法為直線(xiàn)擬合,取區(qū)域c記錄的值δlqc和iqc,忽略idc。按坐標(biāo)點(diǎn)(iqc,δlqc)解出過(guò)零點(diǎn)的直線(xiàn)δlq1(iq)。其示意如圖8a所示。
步驟512中,q軸電感參數(shù)q軸電感參數(shù)的第二部分修正值δlq1與id之間的關(guān)系的擬合方式為直線(xiàn)擬合,首先,取區(qū)域e記錄的值δlqe和ide,忽略iqe,得到坐標(biāo)點(diǎn)(ide,δlqe);其次,取區(qū)域f記錄的值δlqf,idf和iqf,忽略iqf,得到坐標(biāo)點(diǎn)(idf,δlqf)。求取e點(diǎn)和f點(diǎn)的平均坐標(biāo)點(diǎn)((ide+idf)/2,(δlqf+δlqe)/2),解除過(guò)零點(diǎn)的直線(xiàn)δlq1(id)的示意如圖8b所示。其中,在步驟512中,忽略了電機(jī)工作在區(qū)域e的情況下的q軸電流,是因?yàn)樵谳p載工況下q軸電流較小而可以將其忽略。
關(guān)于上文實(shí)施例方法的實(shí)施,可以是以電控軟件的形式結(jié)合硬件或處理器的配合來(lái)實(shí)現(xiàn),相應(yīng)地,本發(fā)明實(shí)施例提供一種機(jī)器可讀存儲(chǔ)介質(zhì),該機(jī)器可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)有指令,該指令用于使得機(jī)器執(zhí)行本申請(qǐng)上述的方法。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法中的全部或部分步驟是可以通過(guò)程序來(lái)指令相關(guān)的硬件來(lái)完成,該程序存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)中,包括若干指令用以使得單片機(jī)、芯片或處理器(processor)執(zhí)行本申請(qǐng)各個(gè)實(shí)施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括:u盤(pán)、移動(dòng)硬盤(pán)、只讀存儲(chǔ)器(rom,read-onlymemory)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(ram,randomaccessmemory)、磁碟或者光盤(pán)等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。
關(guān)于上文實(shí)施例方法的實(shí)施,還可以是由控制器來(lái)完成的,有鑒于此,本發(fā)明實(shí)施例還提供一種永磁同步電機(jī)的控制系統(tǒng),該系統(tǒng)包括連接至永磁同步電機(jī)的控制器,該控制器可以執(zhí)行上述的永磁同步電機(jī)的控制方法。
關(guān)于上述本發(fā)明實(shí)施例所提供的控制器和機(jī)器可讀存儲(chǔ)介質(zhì)的更具體的技術(shù)方案和技術(shù)效果可以參照上文方法實(shí)施例的描述,相同內(nèi)容在此不加以贅述。以及方法中所涉的步驟可以使用相應(yīng)的電子/電氣模塊或單元來(lái)實(shí)現(xiàn)。
以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明實(shí)施例的可選實(shí)施方式,但是,本發(fā)明實(shí)施例并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié),在本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi),可以對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型,這些簡(jiǎn)單變型均屬于本發(fā)明實(shí)施例的保護(hù)范圍。
另外需要說(shuō)明的是,在上述具體實(shí)施方式中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征,在不矛盾的情況下,可以通過(guò)任何合適的方式進(jìn)行組合。為了避免不必要的重復(fù),本發(fā)明實(shí)施例對(duì)各種可能的組合方式不再另行說(shuō)明。
此外,本發(fā)明實(shí)施例的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合,只要其不違背本發(fā)明實(shí)施例的思想,其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明實(shí)施例所公開(kāi)的內(nèi)容。