一种永磁同步电机的电压补偿方法及装置

技术领域

本发明涉及电机的技术领域，尤其涉及一种永磁同步电机的电压补偿方法及装置。

背景技术

永磁同步电机由于其高精度、高动态性能的特点，被广泛应用于高性能伺服系统。同时，电机d、q轴的电压分量V

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明提供了一种永磁同步电机的电压补偿方法及装置解决永磁同步电机电压波动产生电磁干扰，导致电机供电不足的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供了一种永磁同步电机的电压补偿方法，包括：

通过控制器记录获取控制系统的指令电流，并计算永磁同步电机d、q轴的等效电压；

基于所述永磁同步电机d、q轴的等效电压，计算永磁同步电机在正弦稳态下的电压值；

获取永磁同步电机的总线电压值，根据所述正弦稳态下的电压值计算得到电压差；

根据所述电压差对永磁同步电机进行恒转矩和恒功率两种控制阶段的电压补偿。

作为本发明所述的永磁同步电机的电压补偿方法的一种优选方案，其中：

所述计算永磁同步电机d、q轴的等效电压，包括：

在旋转坐标系下，确定永磁同步电机d、q轴等效电压；

所述d轴等效电压，表示为：

/>

其中，R

所述q轴等效电压，表示为：

其中，ψ

作为本发明所述的永磁同步电机的电压补偿方法的一种优选方案，其中：计算永磁同步电机在正弦稳态下的电压值,包括：

当永磁同步电机处于正弦稳态下时，所述d、q轴计算等效电压的

其中，ω

作为本发明所述的永磁同步电机的电压补偿方法的一种优选方案，其中：根据所述正弦稳态下的电压值计算得到电压差，包括：

通过电压测量计测量得到的实际电压与所述电压

所述电压差值ΔV，表示为：

其中，V

作为本发明所述的永磁同步电机的电压补偿方法的一种优选方案，其中：根据所述电压差对永磁同步电机进行恒转矩和恒功率两种控制阶段的电压补偿，包括：

永磁同步电机在恒转矩控制阶段，通过MTPA算法输出的ΔV

其中，ΔV

作为本发明所述的永磁同步电机的电压补偿方法的一种优选方案，其中：还包括：

当永磁同步电机在恒功率控制阶段时，采用比例大小来进行补偿，补偿原理，表示为：

/>

其中，ΔV为电压差值，V

作为本发明所述的永磁同步电机的电压补偿方法的一种优选方案，其中：对电机电压补偿包括：

基于所述d、q轴电流、电压间的关系；

将所述计算得到的d、q轴电压补偿值ΔV

第二方面，本发明实施例提供了一种永磁同步电机的电压补偿装置，包括，

电路运算模块，用于通过控制器记录获取控制系统的指令电流，并计算永磁同步电机d、q轴的等效电压；

稳态响应模块，用于基于所述永磁同步电机d、q轴的等效电压，计算永磁同步电机在正弦稳态下的电压值；

电压补偿模块，用于获取永磁同步电机的总线电压值，根据所述正弦稳态下的电压值计算得到电压差；

控制模块，用于根据所述电压差对永磁同步电机进行恒转矩和恒功率两种控制阶段的电压补偿。

第三方面，本发明实施例提供了一种计算设备，包括：

存储器和处理器；

所述存储器用于存储计算机可执行指令，所述处理器用于执行所述计算机可执行指令，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如本发明任一实施例所述的永磁同步电机的电压补偿方法。

第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现所述永磁同步电机的电压补偿方法。

与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明在恒转矩与恒功率两种不同模式下进行电压补偿，通过MTPA算法计算得到电压补偿值同d、q两轴的关系保持一致，使得电压补偿不会破环原来V

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明一个实施例所述的一种永磁同步电机的电压补偿方法及装置的方法流程示意图；

图2为本发明一个实施例所述的一种永磁同步电机的电压补偿方法及装置的电压补偿电路示意图；

图3为本发明一个实施例所述的一种永磁同步电机的电压补偿方法及装置的d轴等效电路图；

图4为本发明一个实施例所述的一种永磁同步电机的电压补偿方法及装置的q轴等效电路图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明的保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

同时在本发明的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明中除非另有明确的规定和限定，术语“安装、相连、连接”应做广义理解，例如：可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

参照图1～4，为本发明的一个实施例，该实施例提供了一种永磁同步电机的电压补偿方法，包括：

S1:通过控制器记录获取控制系统的指令电流，并计算永磁同步电机d、q轴的等效电压；

更进一步的，计算永磁同步电机d、q轴的等效电压，包括：

在旋转坐标系下，确定永磁同步电机d、q轴等效电压；

d轴等效电压，表示为：

/>

其中，R

q轴等效电压，表示为：

其中，ψ

应说明的是，本发明实施例考虑的是满足指令电流时，所需的电压值的大小，指令电流则需要根据电机实际工作环境或者控制指令确定。

S2:基于永磁同步电机d、q轴的等效电压，计算永磁同步电机在正弦稳态下的电压值；

更进一步的，计算永磁同步电机在正弦稳态下的电压值,包括：

当永磁同步电机处于正弦稳态下时，d、q轴计算等效电压的

其中，ω

S3:获取永磁同步电机的总线电压值，根据正弦稳态下的电压值计算得到电压差；

更进一步的，根据正弦稳态下的电压值计算得到电压差，包括：

通过电压测量计测量得到的实际电压与电压

电压差值ΔV，表示为：

其中，V

S4:根据电压差对永磁同步电机进行恒转矩和恒功率两种控制阶段的电压补偿；

更进一步的，根据电压差对永磁同步电机进行恒转矩和恒功率两种控制阶段的电压补偿，包括：

永磁同步电机在恒转矩控制阶段，通过MTPA算法输出的ΔV

其中，ΔV

具体的，还包括：

当永磁同步电机在恒功率控制阶段时，采用比例大小来进行补偿，补偿原理，表示为：

其中，ΔV为电压差值，V

更进一步的，对电机电压补偿包括：

基于d、q轴电流、电压间的关系；

将计算得到的d、q轴电压补偿值ΔV

上述为本实施例的一种永磁同步电机的电压补偿方法的示意性方案。需要说明的是，该一种永磁同步电机的电压补偿装置的技术方案与上述的一种永磁同步电机的电压补偿方法的技术方案属于同一构思，本实施例中一种永磁同步电机的电压补偿装置的技术方案未详细描述的细节内容，均可以参见上述永磁同步电机的电压补偿方法的技术方案的描述。

本实施例中一种永磁同步电机的电压补偿装置，包括：

电路运算模块，用于通过控制器记录获取控制系统的指令电流，并计算永磁同步电机d、q轴的等效电压；

稳态响应模块，用于基于永磁同步电机d、q轴的等效电压，计算永磁同步电机在正弦稳态下的电压值；

电压补偿模块，用于获取永磁同步电机的总线电压值，根据正弦稳态下的电压值计算得到电压差；

控制模块，用于根据电压差对永磁同步电机进行恒转矩和恒功率两种控制阶段的电压补偿。

本实施例还提供一种计算设备，适用于一种永磁同步电机的电压补偿方法的情况，包括：

存储器和处理器；存储器用于存储计算机可执行指令，处理器用于执行计算机可执行指令，实现如上述实施例提出的一种永磁同步电机的电压补偿方法。

该计算机设备可以是终端，该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、运营商网络、NFC(近场通信)或其他技术实现。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。

本实施例还提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述实施例提出的实现一种永磁同步电机的电压补偿方法。

本实施例提出的存储介质与上述实施例提出的数据存储方法属于同一发明构思，未在本实施例中详尽描述的技术细节可参见上述实施例，并且本实施例与上述实施例具有相同的有益效果。

实施例2

参照图1～4，为本发明的一个实施例，通过实验测试验证有益效果。

实验过程中将影响等级分为两种，第一种为一级影响，一级影响意味着传感器在得到补偿后测得的母线电压与实际电压差值不会对电机造成影响，第二种为二级影响，二级影响意味着传感器在得到补偿后测得的母线电压与实际电压差值会对电机造成影响，补偿失败。

实验数据如表1所示：

表1两种模式下的电压补偿结果

根据恒转矩和恒功率两种模式下的电压补偿，由上述表1中影响等级结果可以看出本发明专利可以很好的实现永磁同步电机的电压补偿，电机也能够较佳的达到控制作用。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。