永磁同步電機(jī)的控制裝置和控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種永磁同步電機(jī)的控制裝置，和永磁同步電機(jī)的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]PMSM(Permanent Magnet Synchronous Motor,永磁同步電動機(jī))具有高功率密度、寬調(diào)速范圍、高效率、體積小、響應(yīng)快和運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)。在家用電器、數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人、電動汽車以及航空設(shè)備等交流驅(qū)動場合得到廣泛的應(yīng)用。其中，應(yīng)用永磁同步電機(jī)的直流風(fēng)扇在永磁同步電機(jī)運(yùn)行過程中，永磁同步電機(jī)和直流風(fēng)扇的其它部件組成的系統(tǒng)經(jīng)常會產(chǎn)生周期性振動，周期性振動產(chǎn)生的原因除了永磁同步電機(jī)本身的磁場特性造成磁力周期變化，還有一部分由于電機(jī)控制器給定的轉(zhuǎn)矩周期性波動，因而使永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速在某種條件會出現(xiàn)周期性的脈動，進(jìn)而引起電機(jī)系統(tǒng)的振動，嚴(yán)重時會引起整個直流風(fēng)扇系統(tǒng)共振，增加噪音，影響直流風(fēng)扇的壽命。
[0003]目前，對于上述電機(jī)系統(tǒng)或直流風(fēng)扇的周期性的脈動、振動，在不引起共振時，一般不進(jìn)行抑制?；蛘?，通過實(shí)驗(yàn)的方法確定共振頻率點(diǎn)，進(jìn)而通過控制程序避開共振頻率點(diǎn)運(yùn)行的方法降低振動帶來的危害。但是，上述通常的處理辦法有可能會存在如下缺陷:1，實(shí)驗(yàn)不具有代表性，可能有些直流風(fēng)扇的裝配不一致導(dǎo)致批量生產(chǎn)的共振點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)不相同，存在一定的不確定性；2，不能實(shí)時降低振動，并且需要通過大量的實(shí)驗(yàn)確定共振點(diǎn)并預(yù)先在控制程序中避開共振點(diǎn)運(yùn)行，而避開的共振點(diǎn)越多，越影響電機(jī)系統(tǒng)或直流風(fēng)扇的正常運(yùn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的旨在至少在一定程度上解決上述的技術(shù)問題。
[0005]為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種永磁同步電機(jī)的控制裝置，該控制裝置可以降低永磁同步電機(jī)的振動，并且可以實(shí)時對永磁同步電機(jī)的振動進(jìn)行抑制，不需要大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，不會影響永磁同步電機(jī)的正常運(yùn)行。
[0006]本發(fā)明的另一個目的在于提出一種永磁同步電機(jī)的控制方法。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的一方面實(shí)施例提出一種永磁同步電機(jī)的控制裝置，該控制裝置包括:速度檢測器，用于實(shí)時檢測永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速；重復(fù)控制器，所述重復(fù)控制器采用重復(fù)控制方法根據(jù)所述永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速輸出轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償控制信號；閉環(huán)控制電路，所述閉環(huán)控制電路包括電流控制器，所述電流控制器根據(jù)所述重復(fù)控制器輸出的轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償控制信號、參考電流和所述永磁同步電機(jī)的反饋電流對所述永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)，以抑制所述永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速波動。
[0008]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的永磁同步電機(jī)的控制裝置，通過速度檢測器實(shí)時檢測永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而重復(fù)控制器輸出針對永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速波動的轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償控制信號至電流控制器，電流控制器根據(jù)轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償控制信號對永磁同步電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，從而可以在一定程度上抑制轉(zhuǎn)速的周期性波動，降低永磁同步電機(jī)的振動，并且可以進(jìn)行實(shí)時地抑制，不需要大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的支持，不會影響永磁同步電機(jī)的正常工作。
[0009]其中，所述重復(fù)控制器輸出的轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償控制信號包括所述永磁同步電機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)矩偏差信號和所述永磁同步電機(jī)上一個運(yùn)行周期同時刻的轉(zhuǎn)矩偏差信號。
[0010]進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，上述閉環(huán)控制電路還包括:第一轉(zhuǎn)換器，所述第一轉(zhuǎn)換器用于將所述電流控制器輸出的所述永磁同步電機(jī)的d軸和q軸的電流轉(zhuǎn)換為三相靜止坐標(biāo)形式的電流；逆變器，所述逆變器根據(jù)所述三相靜止坐標(biāo)形式的電流和直流電源輸出的直流電輸出三相交流電至所述永磁同步電機(jī)。
[0011]進(jìn)一步地，上述閉環(huán)控制電路還包括:電流采樣器，所述電流采樣器采集所述永磁同步電機(jī)輸出的三相靜止坐標(biāo)形式的電流；第二轉(zhuǎn)換器，用于將所述電流采樣器采集的所述三相靜止坐標(biāo)形式的電流轉(zhuǎn)換為所述永磁同步電機(jī)的d軸和q軸的反饋電流。
[0012]進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，上述閉環(huán)控制電路還包括:積分器，所述積分器根據(jù)所述速度檢測器輸出的所述永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行積分運(yùn)算以獲取積分角度值，并將所述積分角度值輸出至所述第一轉(zhuǎn)換器和所述第二轉(zhuǎn)換器以進(jìn)行不同坐標(biāo)形式電流的轉(zhuǎn)換。
[0013]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的另一方面實(shí)施例提出一種永磁同步電機(jī)的控制方法，該控制方法包括以下步驟:檢測永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速；采用重復(fù)控制方法根據(jù)所述永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速生成轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償控制信號；以及采用電流調(diào)速方法根據(jù)所述轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償控制信號、參考電流和所述永磁同步電機(jī)的反饋電流對所述永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)，以抑制所述永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速波動。
[0014]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的永磁同步電機(jī)的控制方法,通過檢測永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而輸出針對永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速波動的轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償控制信號，進(jìn)而根據(jù)轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償控制信號對永磁同步電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，從而可以在一定程度上抑制轉(zhuǎn)速的周期性波動，降低永磁同步電機(jī)的振動，并且可以進(jìn)行實(shí)時地抑制，不需要大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的支持，不會影響永磁同步電機(jī)的正常工作。
[0015]其中，在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償控制信號包括所述永磁同步電機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)矩偏差信號和所述永磁同步電機(jī)上一個運(yùn)行周期同時刻的轉(zhuǎn)矩偏差信號。
[0016]進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，上述永磁同步電機(jī)的控制方法還包括:將所述電流調(diào)速方法中獲得的所述永磁同步電機(jī)d軸和q軸的電流轉(zhuǎn)換為三相靜止坐標(biāo)形式的電流；以及根據(jù)所述三相靜止坐標(biāo)形式的電流和直流電源輸出的直流電輸出三相交流電至所述永磁同步電機(jī)以對所述永磁同步電機(jī)進(jìn)行控制。
[0017]進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，上述永磁同步電機(jī)的控制方法還包括:還包括:采集所述永磁同步電機(jī)輸出的三相靜止坐標(biāo)形式的電流；將所述三相靜止坐標(biāo)形式的電流轉(zhuǎn)換為所述永磁同步電機(jī)的d軸和q軸的反饋電流。
[0018]進(jìn)一步地，上述永磁同步電機(jī)的控制方法還包括:根據(jù)所述永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行積分運(yùn)算以獲取積分角度值；以及根據(jù)所述積分角度值對不同坐標(biāo)形式電流進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
[0019]本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。
【附圖說明】
[0020]本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從下面結(jié)合附圖對實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0021]圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的永磁同步電機(jī)的控制裝置的框圖；
[0022]圖2為根據(jù)本發(fā)明的一個具體實(shí)施例的永磁同步電機(jī)的控制裝置的控制過程的示意圖；以及
[0023]圖3為根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的永磁同步電機(jī)的控制方法的流程圖。
[0024]附圖標(biāo)記
[0025]永磁同步電機(jī)的控制裝置100，速度檢測器10、重復(fù)控制器20和閉環(huán)控制電路30，電流控制器301，第一轉(zhuǎn)換器302和逆變器303，電流采樣器304和第二轉(zhuǎn)換器305，積分器306，辨識器307。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描