永磁同步電機控制裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種電機控制裝置，具體涉及一種永磁同步電機控制裝置，屬于電機控制技術領域。
【背景技術】
[0002]永磁同步電機具有結構簡單、體積小、效率高等優點。近年來，隨著高性能永磁磁性材料、電力電子技術、微電子技術和現代控制理論的不斷發展，使得永磁同步電機控制系統得到了迅速的發展。傳統的直接轉矩控制采用bang-bang控制策略，這使得轉矩和磁鏈脈動很大。同時永磁同步電機是一個多變量、非線性、強耦合的系統，對系統內部參數波動及外部干擾極為敏感，因此傳統的電流反饋解耦PI控制技術無法準確地描述系統的穩態、動態過程，也無法適應系統參數的變化，從而難以滿足電機的性能要求。
【實用新型內容】
[0003]在下文中給出了關于本實用新型的簡要概述，以便提供關于本實用新型的某些方面的基本理解。應當理解，這個概述并不是關于本實用新型的窮舉性概述。它并不是意圖確定本實用新型的關鍵或重要部分，也不是意圖限定本實用新型的范圍。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描述的前序。
[0004]鑒于此，本實用新型提供了一種永磁同步電機控制裝置，以至少解決現有的電流反饋解耦PI控制技術無法準確地描述系統的穩態、動態過程，無法適應系統參數的變化，從而難以滿足電機的性能要求的問題。
[0005]根據本實用新型的一個方面，永磁同步電機控制裝置，包括交流電源、整流濾波器、逆變器、永磁同步電機、旋轉變壓器、解碼芯片、控制器、上位機、驅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相連，所述永磁同步電機通過旋轉變壓器和解碼芯片與控制器相連，所述上位機、電流傳感器與控制器相連，所述控制器通過驅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定子側相電流；所述控制器包括速度調節器、轉矩調節器、磁鏈調節器、反饋線性化控制單元、Park逆變換單元、SVPWM脈沖調制器、坐標變換單元、轉矩和磁鏈計算單元，所述電流傳感器和解碼芯片通過坐標變換單元與轉矩和磁鏈計算單元相連，所述轉矩和磁鏈計算單元通過第一 sum模塊和第二 sum模塊分別與轉矩調節器和磁鏈調節器相連，轉矩調節器和磁鏈調節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脈沖調制器相連，所述SVPWM脈沖調制器與驅動電路相連，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模塊與速度調節器相連，所述速度調節器通過第一 sum模塊與轉矩調節器相連。
[0006]進一步地:所述控制器采用Infineon公司的32位芯片TC1782。實現反饋線性化的直接轉矩控制。
[0007]進一步地:所述解碼芯片采用AD2S1210芯片。將得到的位置和轉速信號輸入到控制器。
[0008]本實用新型提出的永磁同步電機控制裝置所達到的效果為:該裝置采用基于反饋線性化的直接轉矩控制技術，并結合空間矢量脈寬調制技術，使電機的轉矩和磁鏈解耦，從而實現對轉矩和磁鏈的線性化控制，有效的降低了轉矩和磁鏈的脈動，并且使系統具有理想的動靜態性能。
【附圖說明】
[0009]圖1是根據本實用新型的實施例的永磁同步電機控制裝置的結構框圖；
[0010]圖2是根據本實用新型的實施例的控制器的結構框圖。
【具體實施方式】
[0011]在下文中將結合附圖對本實用新型的示范性實施例進行描述。為了清楚和簡明起見，在說明書中并未描述實際實施方式的所有特征。然而，應該了解，在開發任何這種實際實施例的過程中必須做出很多特定于實施方式的決定，以便實現開發人員的具體目標，例如，符合與系統及業務相關的那些限制條件，并且這些限制條件可能會隨著實施方式的不同而有所改變。此外，還應該了解，雖然開發工作有可能是非常復雜和費時的，但對得益于本實用新型公開內容的本領域技術人員來說，這種開發工作僅僅是例行的任務。
[0012]在此，還需要說明的一點是，為了避免因不必要的細節而模糊了本實用新型，在附圖中僅僅示出了與根據本實用新型的方案密切相關的裝置結構和/或處理步驟，而省略了與本實用新型關系不大的其他細節。
[0013]如圖1和圖2所示，本實用新型的實施例提供了一種永磁同步電機控制裝置，包括交流電源、整流濾波器、逆變器、永磁同步電機、旋轉變壓器、解碼芯片、控制器、上位機、驅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相連，所述永磁同步電機通過旋轉變壓器和解碼芯片與控制器相連，所述上位機、電流傳感器與控制器相連，所述控制器通過驅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定子側相電流；所述控制器包括速度調節器、轉矩調節器、磁鏈調節器、反饋線性化控制單元、Park逆變換單元、SVPWM脈沖調制器、坐標變換單元、轉矩和磁鏈計算單元，所述電流傳感器和解碼芯片通過坐標變換單元與轉矩和磁鏈計算單元相連，所述轉矩和磁鏈計算單元通過第一 sum模塊和第二 sum模塊分別與轉矩調節器和磁鏈調節器相連，轉矩調節器和磁鏈調節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脈沖調制器相連，所述SVPWM脈沖調制器與驅動電路相連，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模塊與速度調節器相連，所述速度調節器通過第一 sum模塊與轉矩調節器相連。所述控制器采用Infineon公司的32位芯片TC1782。實現反饋線性化的直接轉矩控制。所述解碼芯片采用AD2S1210芯片。將得到的位置和轉速信號輸入到控制器。
[0014]電流傳感器將所得電機定子側相電流ia、ib與解碼芯片得到的轉子角位置Θ相結合，經過坐標變換得到兩相旋轉坐標系電流id和iq，id和iq經過轉矩和磁鏈計算單元得到轉矩Te和磁鏈Fs;給定轉速ω 與解碼芯片得到的反饋轉速ω相比較，經過速度調節器得到轉矩TeMf，TeMf與計算單元得到的轉矩Te相比較，經過轉矩調節器得到控制量Vl ;給定磁鏈F_f與計算單元得到的磁鏈F 3相比較，經過磁鏈調節器得到另一個控制量V2 ;V1和V2經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子角位置Θ相結合，經過Park逆變換單元得到兩相靜止坐標系的電壓Ua和υβ ；Ua和υβ經過SVPWM脈沖調制器得到六路脈沖送給驅動電路，用來驅動逆變器，進而控制永磁同步電機。
[0015]通過以上描述可知，上述根據本實用新型的實施例的永磁同步電機控制裝置，采用基于反饋線性化的直接轉矩控制技術，并結合空間矢量脈寬調制技術，使電機的轉矩和磁鏈解耦，從而實現對轉矩和磁鏈的線性化控制，有效的降低了轉矩和磁鏈的脈動，并且使系統具有理想的動靜態性能。
【主權項】
1.永磁同步電機控制裝置，包括交流電源、整流濾波器、逆變器、永磁同步電機、旋轉變壓器、解碼芯片、控制器、上位機、驅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相連，所述永磁同步電機通過旋轉變壓器和解碼芯片與控制器相連，所述上位機、電流傳感器與控制器相連，所述控制器通過驅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定子側相電流；所述控制器包括速度調節器、轉矩調節器、磁鏈調節器、反饋線性化控制單元、Park逆變換單元、SVPWM脈沖調制器、坐標變換單元、轉矩和磁鏈計算單元，所述電流傳感器和解碼芯片通過坐標變換單元與轉矩和磁鏈計算單元相連，所述轉矩和磁鏈計算單元通過第一 sum模塊和第二 sum模塊分別與轉矩調節器和磁鏈調節器相連，轉矩調節器和磁鏈調節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脈沖調制器相連，所述SVPWM脈沖調制器與驅動電路相連，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模塊與速度調節器相連，所述速度調節器通過第一 sum模塊與轉矩調節器相連。
2.根據權利要求1所述的永磁同步電機控制裝置，其特征在于:所述控制器采用Infineon公司的32位芯片TC1782。
3.根據權利要求1或2所述的永磁同步電機控制裝置，其特征在于:所述解碼芯片采用AD2S1210芯片。
【專利摘要】永磁同步電機控制裝置，屬于電機控制技術領域。本實用新型是為了解決現有的電流反饋解耦PI控制技術無法準確描述系統穩態、動態過程，無法適應系統參數變化，難以滿足電機性能要求的問題。本實用新型逆變器與永磁同步電機相連，永磁同步電機通過旋轉變壓器與控制器相連，控制器通過驅動電路與逆變器相連；電流傳感器和解碼芯片通過坐標變換單元與轉矩和磁鏈計算單元相連，轉矩和磁鏈計算單元通過sum模塊分別與轉矩調節器和磁鏈調節器相連，轉矩調節器和磁鏈調節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制器相連，脈沖調制器與驅動電路相連。本實用新型抑制了轉矩和磁鏈的脈動并且具有理想的動靜態性能。
【IPC分類】H02P21-05
【公開號】CN204539029
【申請號】CN201520311226
【發明人】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
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年5月14日