永磁同步電機的控制裝置和控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電器技術領域，特別涉及一種永磁同步電機的控制裝置，和永磁同步電機的控制方法。
【背景技術】
[0002]PMSM(Permanent Magnet Synchronous Motor,永磁同步電動機)具有高功率密度、寬調速范圍、高效率、體積小、響應快和運行可靠等優點。在家用電器、數控機床、工業機器人、電動汽車以及航空設備等交流驅動場合得到廣泛的應用。其中，應用永磁同步電機的直流風扇在永磁同步電機運行過程中，永磁同步電機和直流風扇的其它部件組成的系統經常會產生周期性振動，周期性振動產生的原因除了永磁同步電機本身的磁場特性造成磁力周期變化，還有一部分由于電機控制器給定的轉矩周期性波動，因而使永磁同步電機的轉速在某種條件會出現周期性的脈動，進而引起電機系統的振動，嚴重時會引起整個直流風扇系統共振，增加噪音，影響直流風扇的壽命。
[0003]目前，對于上述電機系統或直流風扇的周期性的脈動、振動，在不引起共振時，一般不進行抑制。或者，通過實驗的方法確定共振頻率點，進而通過控制程序避開共振頻率點運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，實驗不具有代表性，可能有些直流風扇的裝配不一致導致批量生產的共振點和實驗不相同，存在一定的不確定性；2，不能實時降低振動，并且需要通過大量的實驗確定共振點并預先在控制程序中避開共振點運行，而避開的共振點越多，越影響電機系統或直流風扇的正常運行。
【發明內容】
[0004]本發明的目的旨在至少在一定程度上解決上述的技術問題。
[0005]為此，本發明的一個目的在于提出一種永磁同步電機的控制裝置，該控制裝置可以降低永磁同步電機的振動，并且可以實時對永磁同步電機的振動進行抑制，不需要大量的實驗數據，不會影響永磁同步電機的正常運行。
[0006]本發明的另一個目的在于提出一種永磁同步電機的控制方法。
[0007]為達到上述目的，本發明的一方面實施例提出一種永磁同步電機的控制裝置，該控制裝置包括:速度檢測器，用于實時檢測永磁同步電機的轉速；重復控制器，所述重復控制器采用重復控制方法根據所述永磁同步電機的轉速輸出轉矩補償控制信號；閉環控制電路，所述閉環控制電路包括電流控制器，所述電流控制器根據所述重復控制器輸出的轉矩補償控制信號、參考電流和所述永磁同步電機的反饋電流對所述永磁同步電機的轉速進行調節，以抑制所述永磁同步電機的轉速波動。
[0008]根據本發明實施例的永磁同步電機的控制裝置，通過速度檢測器實時檢測永磁同步電機的轉速，進而重復控制器輸出針對永磁同步電機的轉速波動的轉矩補償控制信號至電流控制器，電流控制器根據轉矩補償控制信號對永磁同步電機進行轉速調節，從而可以在一定程度上抑制轉速的周期性波動，降低永磁同步電機的振動，并且可以進行實時地抑制，不需要大量的實驗數據的支持，不會影響永磁同步電機的正常工作。
[0009]其中，所述重復控制器輸出的轉矩補償控制信號包括所述永磁同步電機的當前轉矩偏差信號和所述永磁同步電機上一個運行周期同時刻的轉矩偏差信號。
[0010]進一步地，在本發明的一些實施例中，上述閉環控制電路還包括:第一轉換器，所述第一轉換器用于將所述電流控制器輸出的所述永磁同步電機的d軸和q軸的電流轉換為三相靜止坐標形式的電流；逆變器，所述逆變器根據所述三相靜止坐標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。
[0011]進一步地，上述閉環控制電路還包括:電流采樣器，所述電流采樣器采集所述永磁同步電機輸出的三相靜止坐標形式的電流；第二轉換器，用于將所述電流采樣器采集的所述三相靜止坐標形式的電流轉換為所述永磁同步電機的d軸和q軸的反饋電流。
[0012]進一步地，在本發明的一些實施例中，上述閉環控制電路還包括:積分器，所述積分器根據所述速度檢測器輸出的所述永磁同步電機的轉速進行積分運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換器和所述第二轉換器以進行不同坐標形式電流的轉換。
[0013]為達到上述目的，本發明的另一方面實施例提出一種永磁同步電機的控制方法，該控制方法包括以下步驟:檢測永磁同步電機的轉速；采用重復控制方法根據所述永磁同步電機的轉速生成轉矩補償控制信號；以及采用電流調速方法根據所述轉矩補償控制信號、參考電流和所述永磁同步電機的反饋電流對所述永磁同步電機的轉速進行調節，以抑制所述永磁同步電機的轉速波動。
[0014]根據本發明實施例的永磁同步電機的控制方法,通過檢測永磁同步電機的轉速，進而輸出針對永磁同步電機的轉速波動的轉矩補償控制信號，進而根據轉矩補償控制信號對永磁同步電機進行轉速調節，從而可以在一定程度上抑制轉速的周期性波動，降低永磁同步電機的振動，并且可以進行實時地抑制，不需要大量的實驗數據的支持，不會影響永磁同步電機的正常工作。
[0015]其中，在本發明的一些實施例中，所述轉矩補償控制信號包括所述永磁同步電機的當前轉矩偏差信號和所述永磁同步電機上一個運行周期同時刻的轉矩偏差信號。
[0016]進一步地，在本發明的一些實施例中，上述永磁同步電機的控制方法還包括:將所述電流調速方法中獲得的所述永磁同步電機d軸和q軸的電流轉換為三相靜止坐標形式的電流；以及根據所述三相靜止坐標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以對所述永磁同步電機進行控制。
[0017]進一步地，在本發明的一些實施例中，上述永磁同步電機的控制方法還包括:還包括:采集所述永磁同步電機輸出的三相靜止坐標形式的電流；將所述三相靜止坐標形式的電流轉換為所述永磁同步電機的d軸和q軸的反饋電流。
[0018]進一步地，上述永磁同步電機的控制方法還包括:根據所述永磁同步電機的轉速進行積分運算以獲取積分角度值；以及根據所述積分角度值對不同坐標形式電流進行轉換。
[0019]本發明附加的方面和優點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，或通過本發明的實踐了解到。
【附圖說明】
[0020]本發明上述的和/或附加的方面和優點從下面結合附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0021]圖1為根據本發明的一個實施例的永磁同步電機的控制裝置的框圖；
[0022]圖2為根據本發明的一個具體實施例的永磁同步電機的控制裝置的控制過程的示意圖；以及
[0023]圖3為根據本發明的一個實施例的永磁同步電機的控制方法的流程圖。
[0024]附圖標記
[0025]永磁同步電機的控制裝置100，速度檢測器10、重復控制器20和閉環控制電路30，電流控制器301，第一轉換器302和逆變器303，電流采樣器304和第二轉換器305，積分器306，辨識器307。
【具體實施方式】
[0026]下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標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