轉矩控制方法及系統的制作方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及電機控制領域，特別是涉及一種轉矩控制方法及系統。
【背景技術】
[0002] 傳統的電機轉矩的控制通常采用電壓矢量選擇表的方法進行直接轉矩控制，其是 將逆變器輸出的三相電壓電流轉換為兩相靜止坐標系下的兩相電壓電流后，計算得到兩相 坐標系下的磁鏈分量，磁鏈大小及磁鏈角度，并計算給定磁鏈與計算得到的磁鏈的差值，同 時根據兩相坐標系下的電壓電流計算電機的轉矩，并計算給定轉矩與計算得到的轉矩的差 值，將給定磁鏈與計算得到的磁鏈差值、給發轉矩與計算得到的轉矩的差值以及磁鏈角度 送入到電壓矢量選擇中，從電壓矢量選擇中選擇出合適的電壓空間矢量，從而控制逆變器 功率管的開關狀態，達到控制電機轉矩的目的。但是上述傳統方法由于電壓空間矢量的切 換，存在轉矩脈動較大的缺點。
【發明內容】
[0003] 鑒于此，有必要針對轉矩脈動較大問題，提供一種能夠有效減小轉矩脈動的轉矩 控制方法及系統。
[0004] 為達到發明目的，提供一種轉矩控制方法，所述方法包括：
[0005] 讀取逆變器輸出端的輸出電壓和輸出電流，并根據所述輸出電壓和所述輸出電流 獲得電機的電磁轉矩、定子磁鏈及電子磁鏈角度；
[0006] 對所述電磁轉矩、所述定子磁鏈和所述電子磁鏈角度進行分析，得到參考電壓空 間矢量；
[0007] 對所述參考電壓空間矢量進行處理，得到所述參考電壓空間矢量的所在位置和持 續時間；
[0008] 根據所述參考電壓空間矢量的所在位置和持續時間控制電機轉矩。
[0009] 在其中一個實施例中，所述讀取逆變器輸出端的輸出電壓和輸出電流，并根據所 述輸出電壓和所述輸出電流獲得電機的電磁轉矩、定子磁鏈及電子磁鏈角度的步驟包括： [0010] 檢測所述逆變器輸出端的三相電壓和三相電流，將所述三相電壓和所述三相電流 轉換為兩相電壓和兩相電流，獲得所述兩相電壓的電壓分量uα、U{!以及所述兩相電流的電 流分量iα、ip;
[0011] 根據電壓分量ua和電流分量iα計算電機定子的第一磁鏈分量Φα，根據電壓分 量up和電流分量ip計算電機定子的第二磁鏈分量Φρ;
[0012] 根據所述第一磁鏈分量Φa和所述第二磁鏈分量Φe計算獲得所述定子磁鏈Φs 及所述定子磁鏈的所述電子磁鏈角度Θs;以及
[0013] 根據電流分量ia、ip和所述第一磁鏈分量Φa、所述第二磁鏈分量Φp計算獲得 所述電機的所述電磁轉矩?；。
[0014] 在其中一個實施例中，所述對所述電磁轉矩、所述定子磁鏈和所述電子磁鏈角度 進行分析，得到參考電壓空間矢量的步驟包括：
[0015] 獲取電機的給定磁鏈Φ/和給定轉矩ΤΛ
[0016] 計算所述給定轉矩I?和所述電磁轉矩?\的轉矩差值，將所述轉矩差值進行PI運 算，并對PI運算后的轉矩差值進行求導運算，獲得轉矩運算結果；
[0017] 將所述轉矩運算結果，所述給定磁鏈φΛ所述定子磁鏈，所述電子磁鏈角度 θ3以及所述兩相電流的電流分量i。、ie輸入到參考電壓空間矢量估計器中；
[0018] 所述參考電壓空間矢量估計器根據所述給定磁鏈ΦΛ所述定子磁鏈，所述電 子磁鏈角度及所述兩相電流的電流分量ia、ie輸出所述參考電壓空間矢量。
[0019] 在其中一個實施例中，所述對所述參考電壓空間矢量進行處理，得到所述參考電 壓空間矢量的所在位置和持續時間的步驟包括：
[0020] 根據所述SVPWM算法的基本原理獲取所述參考電壓空間矢量的所在位置；
[0021] 根據矢量合成原理和正弦定理獲得合成所述參考電壓空間矢量的兩個基本電壓 空間矢量，進而獲得兩個所述基本電壓空間矢量對應的磁鏈軌跡長度；
[0022] 根據矢量線速度恒定原則獲得所述基本電壓空間矢量的持續時間與相應的磁鏈 軌跡長度成正比；
[0023] 根據所述磁鏈軌跡長度獲得兩個所述基本電壓空間矢量的持續時間。
[0024] 在其中一個實施例中，在所述對所述參考電壓空間矢量進行處理，得到所述參考 電壓空間矢量的所在位置和持續時間的步驟之后還包括：
[0025] 對所述參考電壓空間矢量的持續時間進行修正。
[0026] 本發明還提供一種轉矩控制系統，所述系統包括：
[0027] 讀取獲得模塊，用于讀取逆變器輸出端的輸出電壓和輸出電流，并根據所述輸出 電壓和所述輸出電流獲得電機的電磁轉矩、定子磁鏈及電子磁鏈角度；
[0028] 分析獲得模塊，用于對所述電磁轉矩、所述定子磁鏈和所述電子磁鏈角度進行分 析，得到參考電壓空間矢量；
[0029] 處理獲得模塊，用于對所述參考電壓空間矢量進行處理，得到所述參考電壓空間 矢量的所在位置和持續時間；
[0030] 控制模塊，用于根據所述參考電壓空間矢量的所在位置和持續時間控制電機轉 矩。
[0031] 在其中一個實施例中，所述讀取獲得模塊包括：
[0032] 檢測轉換單元，用于檢測所述逆變器輸出端的三相電壓和三相電流，將所述三相 電壓和所述三相電流轉換為兩相電壓和兩相電流，獲得所述兩相電壓的電壓分量ua、ue以 及所述兩相電流的電流分量ia、iP;
[0033] 第一計算單元，用于根據電壓分量ua和電流分量ia計算電機定子的第一磁鏈分 量Φα，根據電壓分量up和電流分量ip計算電機定子的第二磁鏈分量Φp;
[0034] 第二計算單元，根據所述第一磁鏈分量Φa和所述第二磁鏈分量Φe計算獲得所 述定子磁鏈its及所述定子磁鏈Φs的所述電子磁鏈角度Θs;
[0035] 第三計算單元，用于根據電流分量ia、ie和所述第一磁鏈分量Φ。、所述第二磁鏈 分量Φρ計算獲得所述電機的所述電磁轉矩
[0036] 在其中一個實施例中，所述分析獲得模塊包括：
[0037] 第一獲取單元，用于獲取電機的給定磁鏈Φ/和給定轉矩T二
[0038] 運算單元，用于計算所述給定轉矩1?和所述電磁轉矩?\的轉矩差值，將所述轉矩 差值進行ΡΙ運算，并對ΡΙ運算后的轉矩差值進行求導運算，獲得轉矩運算結果；
[0039] 輸入單元，用于將所述轉矩運算結果，所述給定磁鏈ΦΛ所述定子磁鏈，所述 電子磁鏈角度及所述兩相電流的電流分量i。、ie輸入到參考電壓空間矢量估計器 中；
[0040] 輸出單元，用于所述參考電壓空間矢量估計器根據所述給定磁鏈φΛ所述定子磁 鏈，所述電子磁鏈角度及所述兩相電流的電流分量ia、ie輸出所述參考電壓空間 矢量。
[0041] 在其中一個實施例中，所述處理獲得模塊包括：
[0042] 第二獲取單元，用于根據所述SVPWM算法的基本原理獲取所述參考電壓空間矢量 的所在位置；
[0043] 第三獲取單元，用于根據矢量合成原理和正弦定理獲得合成所述參考電壓空間矢 量的兩個基本電壓空間矢量，進而獲得兩個所述基本電壓空間矢量對應的磁鏈軌跡長度；[0044] 第四獲取單元，用于根據矢量線速度恒定原則獲得所述基本電壓空間矢量的持續 時間與相應的磁鏈軌跡長度成正比；
[0045] 第五獲取單元，用于根據所述磁鏈軌跡長度獲得兩個所述基本電壓空間矢量的持 續時間。
[0046] 在其中一個實施例中，還包括：
[0047] 修正模塊，用于對所述參考電壓空間矢量的持續時間進行修正。
[0048] 本發明的有益效果包括：
[0049] 上述轉矩控制方法及系統，采用參考電壓空間矢量估計模型和SVPWM算法替代傳 統直接轉矩控制方法中的電磁轉矩的滯環控制和電壓矢量選擇表，參考電壓空間矢量分配 更加合理，有效改善了磁鏈的不對稱性，相對于傳統的采用電壓矢量選擇表的直接轉矩控 制方法，其磁鏈軌跡更近似于圓形，磁鏈圓能夠更快的達到平穩狀態，轉速也更容易達到平 穩狀態，轉速更為平穩，波動更少，同時，上述轉矩控制方法不存在電壓空間矢量的切換，因 此轉矩脈動明顯減小。
【附圖說明】
[0050]圖1為一個實施例中的傳統的轉矩控制系統的電壓選取表；
[0051] 圖2為圖1所示電壓選取表的選取條件示意圖；
[0052] 圖3為一個實施例中的采用參考電壓空間矢量估計模型和SVPWM算法的轉矩控制 系統的不意圖；
[0053]圖4為一個實施例中的轉矩控制方法的流程示意圖；
[0054] 圖5為一個實施例中的電壓空間矢量分布即6個扇區在三相正弦電壓波形圖上位 置的示意圖；
[0055] 圖