永磁同步電機(jī)控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電機(jī)控制裝置，具體涉及一種永磁同步電機(jī)控制裝置，屬于電機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]永磁同步電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、效率高等優(yōu)點(diǎn)。近年來，隨著高性能永磁磁性材料、電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)和現(xiàn)代控制理論的不斷發(fā)展，使得永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)得到了迅速的發(fā)展。傳統(tǒng)的直接轉(zhuǎn)矩控制采用bang-bang控制策略，這使得轉(zhuǎn)矩和磁鏈脈動很大。同時(shí)永磁同步電機(jī)是一個(gè)多變量、非線性、強(qiáng)耦合的系統(tǒng)，對系統(tǒng)內(nèi)部參數(shù)波動及外部干擾極為敏感，因此傳統(tǒng)的電流反饋解耦PI控制技術(shù)無法準(zhǔn)確地描述系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)、動態(tài)過程，也無法適應(yīng)系統(tǒng)參數(shù)的變化，從而難以滿足電機(jī)的性能要求。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]在下文中給出了關(guān)于本實(shí)用新型的簡要概述，以便提供關(guān)于本實(shí)用新型的某些方面的基本理解。應(yīng)當(dāng)理解，這個(gè)概述并不是關(guān)于本實(shí)用新型的窮舉性概述。它并不是意圖確定本實(shí)用新型的關(guān)鍵或重要部分，也不是意圖限定本實(shí)用新型的范圍。其目的僅僅是以簡化的形式給出某些概念，以此作為稍后論述的更詳細(xì)描述的前序。
[0004]鑒于此，本實(shí)用新型提供了一種永磁同步電機(jī)控制裝置，以至少解決現(xiàn)有的電流反饋解耦PI控制技術(shù)無法準(zhǔn)確地描述系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)、動態(tài)過程，無法適應(yīng)系統(tǒng)參數(shù)的變化，從而難以滿足電機(jī)的性能要求的問題。
[0005]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，永磁同步電機(jī)控制裝置，包括交流電源、整流濾波器、逆變器、永磁同步電機(jī)、旋轉(zhuǎn)變壓器、解碼芯片、控制器、上位機(jī)、驅(qū)動電路和電流傳感器；所述交流電源通過整流濾波器與逆變器相連，所述逆變器與永磁同步電機(jī)相連，所述永磁同步電機(jī)通過旋轉(zhuǎn)變壓器和解碼芯片與控制器相連，所述上位機(jī)、電流傳感器與控制器相連，所述控制器通過驅(qū)動電路與逆變器相連，所述電流傳感器用于檢測永磁同步電機(jī)定子側(cè)相電流；所述控制器包括速度調(diào)節(jié)器、轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器、磁鏈調(diào)節(jié)器、反饋線性化控制單元、Park逆變換單元、SVPWM脈沖調(diào)制器、坐標(biāo)變換單元、轉(zhuǎn)矩和磁鏈計(jì)算單元，所述電流傳感器和解碼芯片通過坐標(biāo)變換單元與轉(zhuǎn)矩和磁鏈計(jì)算單元相連，所述轉(zhuǎn)矩和磁鏈計(jì)算單元通過第一 sum模塊和第二 sum模塊分別與轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器和磁鏈調(diào)節(jié)器相連，轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器和磁鏈調(diào)節(jié)器與反饋線性化控制單元相連，反饋線性化控制單元通過Park逆變換單元與SVPWM脈沖調(diào)制器相連，所述SVPWM脈沖調(diào)制器與驅(qū)動電路相連，所述解碼芯片與Park逆變換單元相連，所述解碼芯片還通過第三sum模塊與速度調(diào)節(jié)器相連，所述速度調(diào)節(jié)器通過第一 sum模塊與轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器相連。
[0006]進(jìn)一步地:所述控制器采用Infineon公司的32位芯片TC1782。實(shí)現(xiàn)反饋線性化的直接轉(zhuǎn)矩控制。
[0007]進(jìn)一步地:所述解碼芯片采用AD2S1210芯片。將得到的位置和轉(zhuǎn)速信號輸入到控制器。
[0008]本實(shí)用新型提出的永磁同步電機(jī)控制裝置所達(dá)到的效果為:該裝置采用基于反饋線性化的直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)，并結(jié)合空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)，使電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和磁鏈解耦，從而實(shí)現(xiàn)對轉(zhuǎn)矩和磁鏈的線性化控制，有效的降低了轉(zhuǎn)矩和磁鏈的脈動，并且使系統(tǒng)具有理想的動靜態(tài)性能。
【附圖說明】
[0009]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的永磁同步電機(jī)控制裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
[0010]圖2是根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的控制器的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]在下文中將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的示范性實(shí)施例進(jìn)行描述。為了清楚和簡明起見，在說明書中并未描述實(shí)際實(shí)施方式的所有特征。然而，應(yīng)該了解，在開發(fā)任何這種實(shí)際實(shí)施例的過程中必須做出很多特定于實(shí)施方式的決定，以便實(shí)現(xiàn)開發(fā)人員的具體目標(biāo)，例如，符合與系統(tǒng)及業(yè)務(wù)相關(guān)的那些限制條件，并且這些限制條件可能會隨著實(shí)施方式的不同而有所改變。此外，還應(yīng)該了解，雖然開發(fā)工作有可能是非常復(fù)雜和費(fèi)時(shí)的，但對得益于本實(shí)用新型公開內(nèi)容的本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，這種開發(fā)工作僅僅是例行的任務(wù)。
[0012]在此，還需要說明的一點(diǎn)是，為了避免因不必要的細(xì)節(jié)而模糊了本實(shí)用新型，在附圖中僅僅示出了與根據(jù)本實(shí)用新型的方案密切相關(guān)的裝置結(jié)構(gòu)和/或處理步驟，而省略了與本實(shí)用新型關(guān)系不大的其他細(xì)節(jié)。
[0013]如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型的實(shí)施例提供了一種永磁同步電機(jī)控制裝置，包括交流電源、整流濾波器、逆變器、永磁同步電機(jī)、旋轉(zhuǎn)變壓器、解碼芯片、控制器、上位機(jī)、驅(qū)動電路和電流傳感器；所述交流電源通過整流濾波器與逆變器相連，所述逆變器與永磁同步電機(jī)相連，所述永磁同步電機(jī)通過旋轉(zhuǎn)變壓器和解碼芯片與控制器相連，所述上位機(jī)、電流傳感器與控制器相連，所述控制器通過驅(qū)動電路與逆變器相連，所述電流傳感器用于檢測永磁同步電機(jī)定子側(cè)相電流；所述控制器包括速度調(diào)節(jié)器、轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器、磁鏈調(diào)節(jié)器、反饋線性化控制單元、Park逆變換單元、SVPWM脈沖調(diào)制器、坐標(biāo)變換單元、轉(zhuǎn)矩和磁鏈計(jì)算單元，所述電流傳感器和解碼芯片通過坐標(biāo)變換單元與轉(zhuǎn)矩和磁鏈計(jì)算單元相連，所述轉(zhuǎn)矩和磁鏈計(jì)算單元通過第一 sum模塊和第二 sum模塊分別與轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器和磁鏈調(diào)節(jié)器相連，轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器和磁鏈調(diào)節(jié)器與反饋線性化控制單元相連，反饋線性化控制單元通過Park逆變換單元與SVPWM脈沖調(diào)制器相連，所述SVPWM脈沖調(diào)制器與驅(qū)動電路相連，所述解碼芯片與Park逆變換單元相連，所述解碼芯片還通過第三sum模塊與速度調(diào)節(jié)器相連，所述速度調(diào)節(jié)器通過第一 sum模塊與轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器相連。所述控制器采用Infineon公司的32位芯片TC1782。實(shí)現(xiàn)反饋線性化的直接轉(zhuǎn)矩控制。所述解碼芯片采用AD2S1210芯片。將得到的位置和轉(zhuǎn)速信號輸入到控制器。
[0014]電流傳感器將所得電機(jī)定子側(cè)相電流ia、ib與解碼芯片得到的轉(zhuǎn)子角位置Θ相結(jié)合，經(jīng)過坐標(biāo)變換得到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系電流id和iq，id和iq經(jīng)過轉(zhuǎn)矩和磁鏈計(jì)算單元得到轉(zhuǎn)矩Te和磁鏈Fs;給定轉(zhuǎn)速ω 與解碼芯片得到的反饋轉(zhuǎn)速ω相比較，經(jīng)過速度調(diào)節(jié)器得到轉(zhuǎn)矩TeMf，TeMf與計(jì)算單元得到的轉(zhuǎn)矩Te相比較，經(jīng)過轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器得到控制量Vl ;給定磁鏈F_f與計(jì)算單元得到的磁鏈F 3相比較，經(jīng)過磁鏈調(diào)節(jié)器得到另一個(gè)控制量V2 ;V1和V2經(jīng)過反饋線性化單元得到d軸和q軸的電壓Ud、Uq，再和解碼芯片得到的轉(zhuǎn)子角位置Θ相結(jié)合，經(jīng)過Park逆變換單元得到兩相靜止坐標(biāo)系的電壓Ua和υβ ；Ua和υβ經(jīng)過SVPWM脈沖調(diào)制器得到六路脈沖送給驅(qū)動電路，用來驅(qū)動逆變器，進(jìn)而控制永磁同步電機(jī)。
[0015]通過以上描述可知，上述根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的永磁同步電機(jī)控制裝置，采用基于反饋線性化的直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)，并結(jié)合空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)，使電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和磁鏈解耦，從而實(shí)現(xiàn)對轉(zhuǎn)矩和磁鏈的線性化控制，有效的降低了轉(zhuǎn)矩和磁鏈的脈動，并且使系統(tǒng)具有理想的動靜態(tài)性能。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.永磁同步電機(jī)控制裝置，包括交流電源、整流濾波器、逆變器、永磁同步電機(jī)、旋轉(zhuǎn)變壓器、解碼芯片、控制器、上位機(jī)、驅(qū)動電路和電流傳感器；其特征在于:所述交流電源通過整流濾波器與逆變器相連，所述逆變器與永磁同步電機(jī)相連，所述永磁同步電機(jī)通過旋轉(zhuǎn)變壓器和解碼芯片與控制器相連，所述上位機(jī)、電流傳感器與控制器相連，所述控制器通過驅(qū)動電路與逆變器相連，所述電流傳感器用于檢測永磁同步電機(jī)定子側(cè)相電流；所述控制器包括速度調(diào)節(jié)器、轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器、磁鏈調(diào)節(jié)器、反饋線性化控制單元、Park逆變換單元、SVPWM脈沖調(diào)制器、坐標(biāo)變換單元、轉(zhuǎn)矩和磁鏈計(jì)算單元，所述電流傳感器和解碼芯片通過坐標(biāo)變換單元與轉(zhuǎn)矩和磁鏈計(jì)算單元相連，所述轉(zhuǎn)矩和磁鏈計(jì)算單元通過第一 sum模塊和第二 sum模塊分別與轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器和磁鏈調(diào)節(jié)器相連，轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器和磁鏈調(diào)節(jié)器與反饋線性化控制單元相連，反饋線性化控制單元通過Park逆變換單元與SVPWM脈沖調(diào)制器相連，所述SVPWM脈沖調(diào)制器與驅(qū)動電路相連，所述解碼芯片與Park逆變換單元相連，所述解碼芯片還通過第三sum模塊與速度調(diào)節(jié)器相連，所述速度調(diào)節(jié)器通過第一 sum模塊與轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁同步電機(jī)控制裝置，其特征在于:所述控制器采用Infineon公司的32位芯片TC1782。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的永磁同步電機(jī)控制裝置，其特征在于:所述解碼芯片采用AD2S1210芯片。
【專利摘要】永磁同步電機(jī)控制裝置，屬于電機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域。本實(shí)用新型是為了解決現(xiàn)有的電流反饋解耦PI控制技術(shù)無法準(zhǔn)確描述系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)、動態(tài)過程，無法適應(yīng)系統(tǒng)參數(shù)變化，難以滿足電機(jī)性能要求的問題。本實(shí)用新型逆變器與永磁同步電機(jī)相連，永磁同步電機(jī)通過旋轉(zhuǎn)變壓器與控制器相連，控制器通過驅(qū)動電路與逆變器相連；電流傳感器和解碼芯片通過坐標(biāo)變換單元與轉(zhuǎn)矩和磁鏈計(jì)算單元相連，轉(zhuǎn)矩和磁鏈計(jì)算單元通過sum模塊分別與轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器和磁鏈調(diào)節(jié)器相連，轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器和磁鏈調(diào)節(jié)器與反饋線性化控制單元相連，反饋線性化控制單元通過逆變換單元與脈沖調(diào)制器相連，脈沖調(diào)制器與驅(qū)動電路相連。本實(shí)用新型抑制了轉(zhuǎn)矩和磁鏈的脈動并且具有理想的動靜態(tài)性能。
【IPC分類】H02P21-05
【公開號】CN204539029
【申請?zhí)枴緾N201520311226
【發(fā)明人】邱赫男, 王旭東, 那日沙, 李志偉, 羅蘭蘭
【申請人】哈爾濱理工大學(xué)
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年5月14日