一种永磁同步电机的磁场定向控制方法和装置与流程

本公开涉及永磁同步电机，尤其涉及一种永磁同步电机的磁场定向控制方法、装置、存储介质及电子设备。

背景技术：

1、永磁同步电机(pmsm，permanent magnet synchronous motor)因具有动态响应快、精度高、噪音低等优点被广泛应用于各类电子产品中。永磁同步电机根据电流采样电路采样的三相电流进行矢量控制，在运行过程中，因三相负载不均衡或者电机参数在运行过程中出现的不均衡漂移导致的三相电流不平衡情况出现时，电机噪音明显增大，且电机的无功功率增加，从而导致电机的驱动效率降低，控制稳定性下降。

技术实现思路

1、本公开实施例的目的在于提供一种永磁同步电机的磁场定向控制方法、装置、存储介质及电子设备，用以解决现有技术中永磁同步电机过程中因三相负载不均衡或者电机参数在运行过程中出现的不均衡漂移导致的三相电流不平衡，导致系统控制稳定性下降的问题。

2、本公开的实施例采用如下技术方案：一种永磁同步电机的磁场定向控制方法，包括：采集逆变器输出的三相电压采样值和三相电流采样值；确定电机实际转速和电机转子位置；根据电机给定转速和所述电机实际转速确定转速偏差，所述转速偏差经过第一控制器调节后输出q轴给定电流值；对d轴给定电流值、所述q轴给定电流值以及所述电机转子位置依次进行反帕克变换以及反克拉克变换，得到三相电流给定值；根据所述三相电流给定值和所述三相电流采样值确定三相电流偏差，所述三相电流偏差经过第二控制器调节后输出三相目标电压给定值；根据所述三相目标电压给定值输出所述逆变器的驱动信号。

3、在一些实施例中，所述采集逆变器输出的三相电压采样值和三相电流采样值，包括：通过adc采样电路采集所述三相电压采样值；通过电流传感器采集所述三相电流采样值。

4、在一些实施例中，所述采集逆变器输出的三相电压采样值和三相电流采样值之后，还包括：对所述三相电流采样值进行滤波处理。

5、在一些实施例中，所述确定电机实际转速和电机转子位置，包括：通过传感器获取所述电机实际转速和所述电机转子位置；或者，通过观测器对所述三相电压采样值和所述三相电流采样值进行观测，以确定所述电机实际转速和所述电机转子位置。

6、在一些实施例中，所述观测器至少包括以下任意一种：滑模观测器、非线性磁链观测器、龙伯格观测器以及扩展卡尔曼滤波观测器；所述传感器至少包括以下任意一种：霍尔位置传感器、磁场传感器、激光传感器、旋变传感器。

7、在一些实施例中，所述第一控制器和所述第二控制器至少包括以下任意一种：pi控制器、模糊控制器、自适应控制器、逆向控制器、强化学习控制器。

8、在一些实施例中，所述根据所述三相目标电压给定值输出所述逆变器的驱动信号，包括：通过空间矢量脉宽调制或正弦脉宽调制根据母线电压对所述三相目标电压给定值进行调制，并输出三相脉宽调制信号作为所述逆变器的驱动信号。

9、本公开的实施例还提供了一种永磁同步电机的磁场定向控制装置，包括：采集模块，用于采集逆变器输出的三相电压采样值和三相电流采样值；计算模块，用于确定电机实际转速和电机转子位置；第一调节模块，用于根据电机给定转速和所述电机实际转速确定转速偏差，所述转速偏差经过第一控制器调节后输出q轴给定电流值；转换模块，用于对d轴给定电流值、所述q轴给定电流值以及所述电机转子位置依次进行反帕克变换以及反克拉克变换，得到三相电流给定值；第二调节模块，根据所述三相电流给定值和所述三相电流采样值确定三相电流偏差，所述三相电流偏差经过第二控制器调节后输出三相目标电压给定值；调制模块，用于根据所述三相目标电压给定值输出所述逆变器的驱动信号。

10、本公开的实施例还提供了一种存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的永磁同步电机的磁场定向控制方法的步骤。

11、本公开的实施例还提供了一种电子设备，至少包括存储器、处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器在执行所述存储器上的计算机程序时实现上述的永磁同步电机的磁场定向控制方法的步骤。

12、本公开实施例的有益效果在于：将两相旋转坐标系与三相静止坐标系的变换前置，使三相电流给定值在数学上保证平衡，然后基于第二控制器对三相负载分别进行控制和误差补偿，避免了三相输出在两相坐标系下的耦合，实现了对电机三相电流不平衡的良好补偿效果，有效提升电机控制的稳定性。

技术特征：

1.一种永磁同步电机的磁场定向控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的磁场定向控制方法，其特征在于，所述采集逆变器输出的三相电压采样值和三相电流采样值，包括：

3.根据权利要求1所述的磁场定向控制方法，其特征在于，所述采集逆变器输出的三相电压采样值和三相电流采样值之后，还包括：

4.根据权利要求1所述的磁场定向控制方法，其特征在于，所述确定电机实际转速和电机转子位置，包括：

5.根据权利要求4所述的磁场定向控制方法，其特征在于，所述观测器至少包括以下任意一种：滑模观测器、非线性磁链观测器、龙伯格观测器以及扩展卡尔曼滤波观测器；

6.根据权利要求1所述的磁场定向控制方法，其特征在于，所述第一控制器和所述第二控制器至少包括以下任意一种：

7.根据权利要求1至6中任一项所述的磁场定向控制方法，其特征在于，所述根据所述三相目标电压给定值输出所述逆变器的驱动信号，包括：

8.一种永磁同步电机的磁场定向控制装置，其特征在于，包括：

9.一种存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的永磁同步电机的磁场定向控制方法的步骤。

10.一种电子设备，至少包括存储器、处理器，所述存储器上存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器在执行所述存储器上的计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的永磁同步电机的磁场定向控制方法的步骤。

技术总结
本公开提供了一种永磁同步电机的磁场定向控制方法和装置，该方法包括：采集三相电压采样值和三相电流采样值；确定电机实际转速和电机转子位置；确定转速偏差，经过第一控制器调节后输出q轴给定电流值；对d轴给定电流值、q轴给定电流值以及电机转子位置依次进行反帕克变换以及反克拉克变换，得到三相电流给定值；确定三相电流偏差，三相电流偏差经过第二控制器调节后输出三相目标电压给定值；输出逆变器的驱动信号。本公开将两相旋转坐标系与三相静止坐标系的变换前置，使三相电流给定值在数学上保证平衡，然后基于第二控制器对三相负载分别进行控制和误差补偿，避免了三相输出在两相坐标系下的耦合，有效提升电机控制的稳定性。

技术研发人员：汤泽胜,刘海涛,张童,马郡泽
受保护的技术使用者：北京动力源科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23