差信 號(hào)計(jì)算單元，用于根據(jù)所述定子磁鏈?zhǔn)噶亢头答伝貋?lái)的定子磁鏈估計(jì)角度&計(jì)算 誤差信號(hào)〇?/? = +</>,, :PI控制單元，用于對(duì)所述誤差信號(hào)進(jìn)行PI控制以獲得 定子磁鏈估計(jì)速度命；轉(zhuǎn)子速度獲取單元，用于根據(jù)所述定子磁鏈估計(jì)速度慫獲得轉(zhuǎn)子速 度A;積分控制單元，用于對(duì)所述定子磁鏈估計(jì)速度倉(cāng)進(jìn)行積分控制以獲得所述定子磁鏈 估計(jì)角度4。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述定子磁鏈幅值給定模塊進(jìn)一步用于判斷所述永磁 同步電機(jī)的類型，其中，如果所述永磁同步電機(jī)為表貼式永磁同步電機(jī)，所述定子磁鏈幅值 給定模塊計(jì)算所述定子磁鏈幅值給定
：中，Ld=LfLs，Ld和L^ 分別為所述永磁同步電機(jī)的直軸電感和交軸電感，l為轉(zhuǎn)子永磁體磁鏈，P為所述永磁 同步電機(jī)的極數(shù)；如果所述永磁同步電機(jī)為內(nèi)嵌式永磁同步電機(jī)，所述定子磁鏈幅值給定 模塊計(jì)算最大磁鏈幅值W，并計(jì)算所述MTPA的控制模式對(duì)應(yīng)的磁鏈幅值 Ld
從及取h和力2中的較小值為所述定子磁鏈幅值給定|<|，其中，n< 1，n為最大磁鏈系數(shù)。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述參考定子磁鏈?zhǔn)噶颗c參考電壓矢量計(jì)算模塊根據(jù) 以下公式計(jì)算所述參考電壓矢量<
[0021]
[0022] 其中，Ts為采樣周期。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，所述參考定子磁鏈?zhǔn)噶颗c參考電壓矢量計(jì)算模塊具 體包括：參考電子磁鏈?zhǔn)噶坑?jì)算單元，用于根據(jù)所述定子磁鏈角度的期望值< 和所述定子 磁鏈幅值給定|<|計(jì)算得到定子磁鏈?zhǔn)噶繀⒖坚?br>：第一電壓計(jì)算單元，用 于根據(jù)所述定子磁鏈?zhǔn)噶繀⒖贾岛退龆ㄗ哟沛準(zhǔn)噶渴愕玫降谝粎⒖茧?壓矢I
?其中，Ts為采樣周期；低通濾波單元，用于對(duì)所述第一參考電 壓矢量進(jìn)行低通濾波處理以獲得第二參考電壓矢量
庫(kù)中，進(jìn)行低通濾波 處理的低通濾波器的截止頻率高于轉(zhuǎn)矩環(huán)的截止頻率；第二電壓計(jì)算單元，用于根據(jù)所述 第二參考電壓矢量、所述反饋電流ia/ie和所述定子電阻1計(jì)算得到所述參考電壓矢量
[0024] 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(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。
【附圖說(shuō)明】
[0025] 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(duì)實(shí)施例的描述中將變 得明顯和容易理解，其中：
[0026] 圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的永磁同步電機(jī)的直接轉(zhuǎn)矩控制方法的流程圖；
[0027] 圖2為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的基于SVM-DTC的永磁同步電機(jī)的矢量關(guān)系圖；
[0028] 圖3為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的基于SVM-DTC的永磁同步電機(jī)的矢量控制系統(tǒng)；
[0029] 圖4為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的定子磁鏈角度與速度估計(jì)方法的示意圖；
[0030] 圖5為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的定子磁鏈幅值給定的獲取流程圖；
[0031] 圖6為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的參考定子磁鏈?zhǔn)噶颗c參考電壓矢量計(jì)算方法的 示意圖；
[0032] 圖7為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)的方框示意圖；
[0033] 圖8為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的定子磁鏈角度與速度估計(jì)模塊的方框示意圖；以 及
[0034] 圖9為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的參考定子磁鏈?zhǔn)噶颗c參考電壓矢量計(jì)算模塊的 方框示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035] 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(hào)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(guò)參考附 圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0036] 下文的公開(kāi)提供了許多不同的實(shí)施例或例子用來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的不同結(jié)構(gòu)。為了簡(jiǎn) 化本發(fā)明的公開(kāi)，下文中對(duì)特定例子的部件和設(shè)置進(jìn)行描述。當(dāng)然，它們僅僅為示例，并且 目的不在于限制本發(fā)明。此外，本發(fā)明可以在不同例子中重復(fù)參考數(shù)字和/或字母。這種重 復(fù)是為了簡(jiǎn)化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實(shí)施例和/或設(shè)置之間的關(guān)系。此 外，本發(fā)明提供了的各種特定的工藝和材料的例子，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以意識(shí)到 其他工藝的可應(yīng)用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之 "上"的結(jié)構(gòu)可以包括第一和第二特征形成為直接接觸的實(shí)施例，也可以包括另外的特征形 成在第一和第二特征之間的實(shí)施例，這樣第一和第二特征可能不是直接接觸。
[0037] 在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)"安裝"、"相連"、 "連接"應(yīng)做廣義理解，例如，可以是機(jī)械連接或電連接，也可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通，可 以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù) 具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)的具體含義。
[0038] 下面參照附圖來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提出的永磁同步電機(jī)的直接轉(zhuǎn)矩控制方 法以及永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)。
[0039] 圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的永磁同步電機(jī)的直接轉(zhuǎn)矩控制方法的流程圖。如圖1 所示，該永磁同步電機(jī)的直接轉(zhuǎn)矩控制方法包括以下步驟：
[0040]S1，獲取永磁同步電機(jī)的兩相靜止反饋電流ia /ip和反饋電壓va /vp，并根據(jù)反饋 電流ia/ip和反饋電壓va/vp估計(jì)永磁同步電機(jī)的定子磁鏈?zhǔn)噶縄。
[0041] 具體地，假設(shè)Ld和L，分別為永磁同步電機(jī)的直軸電感和交軸電感，其中，表貼式永 磁同步電機(jī)有Ld=LLs，而內(nèi)嵌式永磁同步電機(jī)有Ld<Ly則基于SVM-DTC的永磁同步 電機(jī)中各矢量之間的關(guān)系如圖2所示，其中，id和i，分別為永磁同步電機(jī)的直軸電流和交 軸電流，和步s分別為轉(zhuǎn)子永磁體磁鏈和定子磁鏈，0 ,、吣和Ss分別為轉(zhuǎn)子磁鏈電角 度、定子磁鏈電角度和負(fù)載角，?s分別為轉(zhuǎn)子實(shí)際速度和定子磁鏈實(shí)際速度，is為定 子電流，為永磁同步電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩。
[0042] 如圖3所示，基于SVM-DTC的永磁同步電機(jī)的矢量控制系統(tǒng)包括定子磁鏈估計(jì)模 塊、定子磁鏈角度與速度估計(jì)模塊、電磁轉(zhuǎn)矩估計(jì)模塊、速度環(huán)PI控制器、轉(zhuǎn)矩環(huán)PI控制 器、定子磁鏈幅值給定模塊以及參考定子磁鏈?zhǔn)噶颗c參考電壓矢量計(jì)算模塊。
[0043] 在不考慮死區(qū)損耗、功率模塊管壓降等的條件下，可以將反饋電壓va/Vfi (經(jīng)SVM 調(diào)制輸出到永磁同步電機(jī)的電壓）近似為參考電壓矢量v=/v;(經(jīng)DTC控制算法輸出的電 壓），因此，定子磁鏈估計(jì)模塊可以根據(jù)反饋電流ia/ie和參考電壓矢量</V;估計(jì)永磁同 步電機(jī)的定子磁鏈?zhǔn)噶坷纾梢酝ㄟ^(guò)下述公式（1)估計(jì)永磁同步電機(jī)的定子磁 鏈?zhǔn)噶垦?心：
[0044]
(1)
[0045]其中，Rs為定子電阻，為定子磁鏈?zhǔn)噶康某跏贾?，特別地，當(dāng)轉(zhuǎn)子位置在 圖2所示的a軸方向時(shí)，。
[0046] S2,根據(jù)定子磁鏈?zhǔn)噶?^ 采用鎖相環(huán)的方式計(jì)算永磁同步電機(jī)的定子磁鏈估 計(jì)角度是和轉(zhuǎn)子速度兩，并根據(jù)定子磁鏈?zhǔn)噶縯和反饋電流ia/iP估計(jì)永磁同步電 機(jī)的輸出電磁轉(zhuǎn)矩之。
[0047] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，根據(jù)定子磁鏈?zhǔn)噶坎捎面i相環(huán)的方式計(jì)算永磁 同步電機(jī)的定子磁鏈估計(jì)角度&和轉(zhuǎn)子速度今，具體包括：根據(jù)定子磁鏈?zhǔn)噶亢头?饋回來(lái)的定子磁鏈估計(jì)角度g計(jì)算誤差信號(hào)sin4 +匕⑶竣；對(duì)誤差信號(hào)進(jìn)行PI 控制以獲得定子磁鏈估計(jì)速度4，并根據(jù)定子磁鏈估計(jì)速度黽獲得轉(zhuǎn)子速度倉(cāng)；對(duì)定子 磁鏈估計(jì)速度4進(jìn)行積分控制以獲得定子磁鏈估計(jì)角度是。
[0048] 具體地，如圖4所示，定子磁鏈角度與速度估計(jì)模塊首先根據(jù)定子 磁鏈?zhǔn)噶垦ê蜕弦豢刂浦芷讷@得的定子磁鏈估計(jì)角度是計(jì)算誤差信號(hào) err=si一十~co々，計(jì)算的誤差信號(hào)err經(jīng)過(guò)PI控制器調(diào)節(jié)后得到定子磁鏈估計(jì)速 度戎，由于定子磁鏈估計(jì)速度倉(cāng)-與轉(zhuǎn)子速度令近似相等，因此，可以得到轉(zhuǎn)子速度4，即 倉(cāng)*戎。同時(shí)，定子磁鏈估計(jì)速度倉(cāng)經(jīng)積分器調(diào)節(jié)后得到該控制周期的定子磁鏈估計(jì)角度 么。由于采用鎖相環(huán)方式計(jì)算永磁同步電機(jī)的定子磁鏈估計(jì)角度4，因此，能夠有效減小 由于定子磁鏈波動(dòng)引起的定子磁鏈估計(jì)角度堯的波動(dòng)。
[0049] 同時(shí)，如圖3所示，電磁轉(zhuǎn)矩估計(jì)模塊根據(jù)定子磁鏈?zhǔn)噶縙/p/r和反饋電流ia/ 估計(jì)輸出電磁轉(zhuǎn)矩之，例如，可以通過(guò)下述公式⑵估計(jì)輸出電磁轉(zhuǎn)矩尤：
[0050]
(2)
[0051] 其中，P為永磁同步電機(jī)的極數(shù)。
[0052] S3,獲取永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子速度給定<，并根據(jù)轉(zhuǎn)子速度給定 < 和轉(zhuǎn)子速度倉(cāng) 進(jìn)行速度環(huán)pi控制以獲得電磁轉(zhuǎn)矩給定:C。
[0053] 具體而言，如圖3所示，轉(zhuǎn)速環(huán)PI控制器對(duì)獲取的轉(zhuǎn)子速度給定 <和轉(zhuǎn)子速度龜 (夂)之間的偏差進(jìn)行比例積分控制后，得到電磁轉(zhuǎn)矩給定r:。
[0054] S4,對(duì)電磁轉(zhuǎn)矩給定:C和輸出電磁轉(zhuǎn)矩之之間的轉(zhuǎn)矩偏差進(jìn)行轉(zhuǎn)矩環(huán)PI控制以 獲得負(fù)載角增量ASs，并采用MTPA的控制模式以根據(jù)電磁轉(zhuǎn)矩給定7「計(jì)算永磁同步電機(jī) 的定子磁鏈幅值給定|<|。
[0055] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，根據(jù)電磁轉(zhuǎn)矩給定Ii計(jì)算永磁同步電機(jī)的定子磁鏈 幅值給定|<|，具體包括：判斷永磁同步電機(jī)的類型；如果永磁同步電機(jī)為表貼式永磁同步 電機(jī)，定子磁鏈幅值給定
庫(kù)中，Ld=LfLs，Ld和L^分別為永磁同 步電機(jī)的直軸電感和交軸電感，為轉(zhuǎn)子永磁體磁鏈，P為永磁同步電機(jī)的極數(shù)；如果永磁 同步電機(jī)為內(nèi)嵌式永磁同步電機(jī)，計(jì)算最大磁鏈幅值K=7一W，并計(jì)算MTPA的控 Lq~Ld 制模式對(duì)應(yīng)的磁鏈幅值K=MTPA(r以及取1^和^ 2中的較小值為定子磁鏈幅 值給定|<|，其中，n< 1，n為最大磁鏈系數(shù)。
[0056] 具體地，如圖3所示，轉(zhuǎn)矩環(huán)PI控制器對(duì)速度PI控制器輸出的電磁轉(zhuǎn)矩給定7；和 電磁轉(zhuǎn)矩估計(jì)模塊輸出的輸出電磁轉(zhuǎn)矩之之間的偏差進(jìn)行比例積分控制后，得到負(fù)載角增 量A6s。同時(shí)，定子磁鏈幅值給定模塊采用MTPA控制模式，并根據(jù)電