一种用于交流永磁同步电机的磁场控制装置及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种磁场控制装置及其控制方法，具体涉及一种用于交流同步电机的磁场控制装置及其控制方法，属于电机控制技术领域。
【背景技术】
[0002]由于稀土钕铁硼永磁材料的问世，使得永磁电机成为高功率密度和高效率电机的代表。永磁电机结构简单，控制灵活，转子形式多样易于实现最优化控制。由于其上述优势，永磁同步电机便在工业控制、车辆工程、楼宇自动化等各个领域得到了广泛的应用。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是为了解决现有技术对于电机的磁场控制效果差的问题。
[0004]本发明的技术方案是:一种用于交流永磁同步电机的磁场控制装置，包括三相电桥、永磁同步电机、编码器，调制器、第一转换模块、第二转换模块、第三转换模块，第一 PI控制器、第二 PI控制器、第一求和器、第二求和器和第三求和器，编码器安装在永磁同步电机的输出端，第一求和器的输出端通过第一 PI控制器与第二求和器建立连接，第二求和器的通过第二 PI控制器与第一转换模块建立连接，第三求和器的输出端通过第三PI控制器与第一转换模块建立连接，第一转换模块的输出端与调制器的输入端建立连接，调制器的输出端与三相电桥的输入端连接了，三相电桥的输出端连接永磁同步电机，编码器随永磁电机转动，编码器的输出端通过QEI接口与第一求和器连接，第三转换模块的的输入端连接在三相电桥与永磁同步电机之间，第三转换模块的输出端连接第二转换模块的输入端，第二转换模块的输出端分别与第二求和器和第三求和器建立连接，所述第一转换模块和第二转换模块之间建立双向电转换传输。
[0005]所述编码器的IC芯片，采用亚德诺半导体技术有限公司生产的型号为ADV739IBCPZ 的芯片。
[0006]所述控制器采用TI公司生产的TMS320F2812作为主控芯片。
[0007]三相相电流通过第三转换模块转换到两相定子虚拟电流，两相定子虚拟电流通过第二转换模块转换到两相转子虚拟电流，通过第二转换模块到第三转换模块数据传输实现两相转子虚拟电压到两相虚拟定子电压的转换模块，两相虚拟定子电压通过调制器转换到三相相电压。
[0008]其中q轴的参考电压，由扭矩误差经过第一 PI控制器和第二控制器获得。
[0009]所述的其中d轴的参考电压，根据弱磁控制的需求来设定。
[0010]所述的由转子到定子的坐标变换，加入了采集到的转子相对于定子传感器的角度值。
[0011]本发明与现有技术相比具有以下效果:本发明的三相功率逆变器的六个功率开关元件组成的特定开关模式产生的脉宽调制波，使输出电流波形接近于理性的正弦波。它是从三相输出电压的整体效果出发，其中重点在于如何是输出的磁场获得理想的圆形磁链轨迹，对于永磁电机的磁场控制更加精确，控制效果更佳，利于推广。
【附图说明】
[0012]图1，本发明的结构框图。
【具体实施方式】
[0013]结合【附图说明】本发明的【具体实施方式】，本实施方式的一种用于交流永磁同步电机8的磁场控制装置，包括三相电桥7、永磁同步电机8、编码器9，调制器6、第一转换模块5、第二转换模块12、第三转换模块11，第一 PI控制器2、第二 PI控制器4、第一求和器1、第二求和器3和第三求和器14，编码器9安装在永磁同步电机8的输出端，第一求和器I的输出端通过第一 PI控制器2与第二求和器3建立连接，第二求和器3的通过第二 PI控制器4与第一转换模块5建立连接，第三求和器14的输出端通过第三PI控制器134与第一转换模块5建立连接，第一转换模块5的输出端均与调制器6的输入端建立连接，调制器6的输出端与三相电桥7的输入端连接了，三相电桥7的输出端连接永磁同步电机8，编码器9随永磁电机转动，编码器9的输出端通过QEI接口 10与第一求和器I连接，第三转换模块11的的输入端连接在三相电桥7与永磁同步电机8之间，第三转换模块11的输出端连接第二转换模块12的输入端，第二转换模块12的输出端分别与第二求和器3和第三求和器14建立连接。
[0014]所述编码器9的IC芯片，采用亚德诺半导体技术有限公司生产的型号为ADV739IBCPZ 的芯片。
[0015]所述第一 PI控制器2、第二 PI控制器4和第三PI控制器13采用TI公司生产的TMS320F2812作为主控芯片。
[0016]三相相电流通过第三转换模块转换到两相定子虚拟电流，两相定子虚拟电流通过第二转换模块转换到两相转子虚拟电流，通过第二转换模块到第三转换模块数据传输实现两相转子虚拟电压到两相虚拟定子电压的转换模块，两相虚拟定子电压通过调制器6转换到三相相电压。
[0017]其中q轴的参考电压，由扭矩误差经过第一 PI控制器和第二控制器获得。
[0018]所述的其中d轴的参考电压，根据弱磁控制的需求来设定。
[0019]所述的由转子到定子的坐标变换，加入了采集到的转子相对于定子传感器的角度值。一种FOC控制算法，包括三相相电流到两相定子虚拟电流的转换模块，两相定子虚拟电流到两相转子虚拟电流的转换模块，两相转子虚拟电压到两相虚拟定子电压的转换模块，两相虚拟定子电压到三相相电压调制模块。同时由转子到转子到定子的坐标变化，加入了采集的转子相对于定子传感器的角度值。
[0020]本算法中其q轴的参考电压，由扭矩误差经过PI控制器获得。d轴的参考电压，根据弱磁控制的需求来设定。
[0021]各个不同物理量的转换过程通过的都是PI控制器来进行控制。其中三个PI控制器，分别是扭矩误差到q轴参考电流的、q轴参考电流误差到q轴参考电压、d轴参考电流误差到d轴参考电压。