CN113346819B - 电机控制方法、电机控制装置、电机***和存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种电机控制方法、电机控制装置、电机***和存储介质。其中，电机控制方法包括：根据母线电压和第一电压阈值，生成电机的交轴电流的限制值，以及根据限制值、电机的转速和第一转速阈值，生成交轴电流的指令值，和/或根据电机的转速和第二转速阈值，生成电机的直轴电流的指令值；根据交轴电流的指令值和/或直轴电流的指令值，控制电机。本发明的技术方案针对矢量控制方法，在每一个控制周期中，对交轴电流进行限制，对直轴电流进行控制，从而避免控制器直流母线电压过高，对电机实现有效安全地减速制动。

Description

电机控制方法、电机控制装置、电机***和存储介质

技术领域

本发明涉及电机技术领域，具体而言，涉及一种电机控制方法、电机控制装置、电机***及计算机可读存储介质。

背景技术

永磁电机或其他类型电机驱动控制中，一般采用变频器控制，将电网交流电整流成直流电，经过直流母线电容存储和转移，再经过逆变桥逆变为交流电压，实现交-直-交结构的电能转换；或采用电池供电，电池侧并联直流母线电容，经过逆变桥逆变为交流电压，实现直-交结构的电能转换。

电机运行时一般包括加速、匀速、减速等过程，在矢量控制减速过程中，为了实现减速制动，通常需要将交轴电流给定为0或与电机转速反向，当交轴电流为反向电流时，电机作为发电机运行。根据机电能量转换定理，当电机作为发电机运行，将能量反馈给直流母线侧的电容，从而使得母线电压升高，因此需要在变频器直流母线上接入制动单元或制动电阻，来消耗多余的发电能量。而增设的制动单元或制动电阻会增大变频器的体积和成本，并且会带来散热、安装等问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的一个方面在于提出了一种电机控制方法。

本发明的另一个方面在于提出了一种电机控制装置。

本发明的再一个方面在于提出了一种电机***。

本发明的又一个方面在于提出了一种计算机可读存储介质。

有鉴于此，根据本发明的一个方面，提出了一种电机控制方法，包括：根据母线电压和第一电压阈值，生成电机的交轴电流的限制值，以及根据限制值、电机的转速和第一转速阈值，生成交轴电流的指令值，和/或根据电机的转速和第二转速阈值，生成电机的直轴电流的指令值；根据交轴电流的指令值和/或直轴电流的指令值，控制电机。

本发明提供的电机控制方法，在减速制动过程中，根据母线电压的大小，对交轴电流指令值进行限定，再根据转速方向(例如，第一转速阈值为0)进行交轴电流的指令值的确定，可以使得在电机转子位置基本准确的情况下，通过限制交轴电流的大小来限制电机的发电能量，从而将减速时的母线电压限制在一定的电压阈值内。为了在减速过程中降低电机的反电势，并且增大在电机绕组上消耗能量的大小，对直轴电流进行控制，即根据电机的转速与设定的最低转速(第二转速阈值)，生成电机的直轴电流的指令值，其中最低转速根据使用者设定，一般可设置为需要弱磁的转速或更低。本发明的技术方案针对矢量控制方法，在每一个控制周期中，对交轴电流进行限制，对直轴电流进行控制，从而避免控制器直流母线电压过高，对电机实现有效安全地减速制动。

根据本发明的上述电机控制方法，还可以具有以下技术特征：

在上述技术方案中，还包括：根据母线电压和第二电压阈值，生成电机的转子位置角的补偿角；根据补偿角、电机的转速和第二转速阈值，对电机的转子位置角进行补偿。

在该技术方案中，为了防止因为转子角度超前实际位置、直轴电流较大产生实际负向交轴电流而导致的母线电压继续升高不受控的情况，对转子角度进行滞后补偿，即根据母线电压的大小生成补偿角，进而对电机的转子位置角进行补偿。

在上述任一技术方案中，第一电压阈值包括制动预警电压和第一制动极限电压，制动预警电压小于第一制动极限电压，根据母线电压和第一电压阈值，生成电机的交轴电流的限制值的步骤，具体包括：母线电压小于或等于制动预警电压，确定电机的交轴电流的限制值为限制值阈值；母线电压大于制动预警电压且小于或等于第一制动极限电压，根据第一制动极限电压与母线电压的差值计算电机的交轴电流的限制值；母线电压大于第一制动极限电压，确定电机的交轴电流的限制值为0。

在该技术方案中，当母线电压小于或等于制动预警电压时，将交轴电流的限制值保持在限制值阈值不变，其中限制值阈值即为最大限制值，可由用户进行设置后存储；而当母线电压超过制动预警电压而小于等于第一制动极限电压时，根据第一制动极限电压与母线电压的差值，进行比例运算，得到交轴电流的限制值，即交轴电流的限制值＝k1×(第一制动极限电压-母线电压)，其中k1为系数；当母线电压进一步升高，超过第一制动极限电压，则将交轴电流的限制值设置为0，即限制值＝0。通过限制交轴电流的大小，来限制电机的发电能量，从而将减速时的母线电压限制在制动极限电压以内。制动预警电压、第一制动极限电压均可依据实际情况进行设置。

在上述任一技术方案中，根据限制值、电机的转速和第一转速阈值，生成交轴电流的指令值的步骤，具体包括：电机的转速大于第一转速阈值，且上一交轴电流的指令值小于或等于负的限制值，确定交轴电流的指令值为负的限制值；电机的转速大于第一转速阈值，且上一交轴电流的指令值大于负的限制值，将上一交轴电流的指令值作为交轴电流的指令值；电机的转速小于或等于第一转速阈值，且上一交轴电流的指令值大于限制值，确定交轴电流的指令值为限制值；电机的转速小于或等于第一转速阈值，且上一交轴电流的指令值小于或等于限制值，将上一交轴电流的指令值作为交轴电流的指令值。

在该技术方案中，根据转速方向对交轴电流的指令值进行确定，当转速大于0(第一转速阈值为0)时，交轴电流的指令值不得小于负的限制值，具体地，可在上一交轴电流的指令值小于或等于负的限制值时，将当前的交轴电流的指令值设定为负的限制值，而在大于时，将上一交轴电流的指令值作为当前的交轴电流的指令值。当转速小于或等于0时，交轴电流的指令值不得大于限制值，具体地，可在上一交轴电流的指令值大于限制值时，将当前的交轴电流的指令值设定为限制值，在小于或等于时，将上一交轴电流的指令值作为当前的交轴电流的指令值。

需要说明的是，在一个控制周期内交轴电流的指令值可以经过多次处理(例如判断、限幅等处理)，上一交轴电流的指令值指上一次处理后的交轴电流的指令值，在每个控制周期中均进行指令值确定的步骤。

在上述任一技术方案中，根据电机的转速和第二转速阈值，生成电机的直轴电流的指令值的步骤，具体包括：电机的转速大于第二转速阈值，将上一控制周期的直轴电流的指令值减去第一预设阈值后作为直轴电流的指令值；电机的转速小于或等于第二转速阈值，将上一控制周期的直轴电流的指令值加上第二预设阈值后作为直轴电流的指令值。

在该技术方案中，当电机转速大于设定的最低转速，则在当前控制周期中减小直轴电流的指令值，如果在多个连续的控制周期中电机转速均大于设定的最低转速，则直轴电流逐渐减小(负向增大)，直到减小到电机的最小直轴电流(一般可设置为电机的特征电流)，之后在减速过程中，保持在最小直轴电流不变，可以加快消耗电机的能量。当电机转速小于或等于设定的最低转速，则在当前控制周期中增大直轴电流的指令值，如果在多个连续的控制周期中电机转速均小于或等于设定的最低转速，则直轴电流逐渐增大(负向减小)，直到电机的最大直轴电流或者为0，退出弱磁状态。从而降低电机的反电势，并且增大在电机绕组上消耗能量的大小。

需要说明的是，第一预设阈值与第二预设阈值可以相同或不相同，且每个控制周期的第一预设阈值可以相同或不相同，每个控制周期的第二预设阈值可以相同或不相同。

在上述任一技术方案中，第二电压阈值包括第二制动极限电压和制动安全电压，第二制动极限电压小于制动安全电压，根据母线电压和第二电压阈值，生成电机的转子位置角的补偿角的步骤，具体包括：母线电压小于或等于第二制动极限电压，确定电机的转子位置角的补偿角为0；母线电压大于第二制动极限电压且小于或等于制动安全电压，根据制动安全电压与母线电压的差值计算电机的转子位置角的补偿角；母线电压大于制动安全电压，确定电机的转子位置角的补偿角为补偿角阈值。

在该技术方案中，当母线电压小于或等于第二制动极限电压时，不需要补偿角度，将其设置为0；当母线电压超过第二制动极限电压且小于等于制动安全电压时，根据制动安全电压与母线电压的差值，进行比例运算，获得补偿角，即补偿角＝k2×(第二制动安全电压-母线电压)，其中k2为系数；当母线电压进一步升高，超过制动安全电压时，将补偿角度设置为补偿角阈值，即补偿角最大值，补偿角最大值可由用户设定。

需要说明的是，制动安全电压、第二制动极限电压均可依据实际情况进行设置。第二制动极限电压与第一制动极限电压可相同。

在上述任一技术方案中，根据补偿角、电机的转速和第二转速阈值，对电机的转子位置角进行补偿的步骤，具体包括：转速大于第二转速阈值，将转子位置角减去补偿角以对转子位置角进行补偿；转速小于或等于第二转速阈值，将转子位置角加上补偿角以对转子位置角进行补偿。

在该技术方案中，根据转速方向，进行角度的滞后补偿，当转速大于0，则将用于计算的转子位置角减去补偿角；当转速小于或等于0，则将用于计算的转子位置角加上补偿角。采用这种滞后补偿，使得在对转子位置信息要求很高的矢量控制中，也能够保证母线电压不会超过安全阈值，具有一定的容错特性，提高了整个***的鲁棒性。

根据本发明的另一个方面，提出了一种电机控制装置，包括存储器，存储器用于存储计算机程序；处理器，处理器执行计算机程序时实现如上述任一技术方案的电机控制方法。

本发明提供的电机控制装置包括存储器和处理器，处理器能够实现如上述任一技术方案的电机控制方法，因此该电机控制装置包括上述任一技术方案的电机控制方法的全部有益效果。

根据本发明的再一个方面，提出了一种电机***，包括：电机；如上述的电机控制装置，电机控制装置被配置为控制电机。

本发明提供的电机***包括如上述技术方案的电机控制装置，因此该电机***包括上述任一技术方案的电机控制装置的全部有益效果。

在一些技术方案中，电机***还包括：电压检测装置，用于检测母线电压；转速检测装置，用于检测电机的转速。

根据本发明的又一个方面，提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述任一技术方案的电机控制方法。

本发明提供的计算机可读存储介质，计算机程序被处理器执行时实现如上述任一技术方案的电机控制方法的步骤，因此该计算机可读存储介质包括上述任一技术方案的电机控制方法的全部有益效果。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1示出了本发明的第一个实施例的电机控制方法的流程示意图；

图2示出了本发明的第二个实施例的电机控制方法的流程示意图；

图3示出了本发明的一个实施例的交轴电流指令值限制方法的流程示意图；

图4示出了本发明的一个实施例的直轴电流指令值确定方法的流程示意图；

图5示出了本发明的一个实施例的电机转子位置角度指令值确定方法的流程示意图；

图6示出了本发明的一个实施例的电机控制装置的示意框图；

图7示出了本发明的一个实施例的电机***的示意框图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

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他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不限于下面公开的具体实施例的限制。

本发明第一方面的实施例，提出一种电机控制方法，通过以下实施例对该电机控制方法进行详细说明。

实施例一，图1示出了本发明的第一个实施例的电机控制方法的流程示意图。其中，该方法包括：

步骤102，根据母线电压和第一电压阈值，生成电机的交轴电流的限制值，以及根据限制值、电机的转速和第一转速阈值，生成交轴电流的指令值，和/或根据电机的转速和第二转速阈值，生成电机的直轴电流的指令值；

步骤104，根据交轴电流的指令值和/或直轴电流的指令值，控制电机。

本发明提供的电机控制方法，在减速制动过程中，根据母线电压的大小，对交轴电流指令值进行限定，再根据转速方向(例如，第一转速阈值为0)进行交轴电流的指令值的确定，可以使得在电机转子位置基本准确的情况下，通过限制交轴电流的大小来限制电机的发电能量，从而将减速时的母线电压限制在一定的电压阈值内。为了在减速过程中降低电机的反电势，并且增大在电机绕组上消耗能量的大小，对直轴电流进行控制，即根据电机的转速与设定的最低转速(第二转速阈值)，生成电机的直轴电流的指令值，其中最低转速根据使用者设定，一般可设置为需要弱磁的转速或更低。本发明的实施例针对矢量控制方法，在每一个控制周期中，对交轴电流进行限制，对直轴电流进行控制，从而避免控制器直流母线电压过高，对电机实现有效安全地减速制动。

在上述任一实施例中，第一电压阈值包括制动预警电压和第一制动极限电压，制动预警电压小于第一制动极限电压，步骤102中，根据母线电压和第一电压阈值，生成电机的交轴电流的限制值，具体包括：母线电压小于或等于制动预警电压，确定电机的交轴电流的限制值为限制值阈值；母线电压大于制动预警电压且小于或等于第一制动极限电压，根据第一制动极限电压与母线电压的差值计算电机的交轴电流的限制值；母线电压大于第一制动极限电压，确定电机的交轴电流的限制值为0。

在该实施例中，当母线电压Udc小于或等于制动预警电压Udc_cvb时，将交轴电流的限制值Iqlim保持在限制值阈值不变，其中限制值阈值即为最大限制值，可由用户进行设置后存储；而当Udc超过Udc_cvb而小于等于第一制动极限电压Udc_lim时，根据Udc_lim与Udc的差值，进行比例运算，得到Iqlim，即Iqlim＝k1×(Udc_lim-Udc)，其中k1为系数；当Udc进一步升高，超过Udc_lim，则将Iqlim设置为0，即Iqlim＝0。通过限制交轴电流的大小，来限制电机的发电能量，从而将减速时的母线电压限制在制动极限电压以内。制动预警电压、第一制动极限电压均可依据实际情况进行设置。

在上述任一实施例中，步骤102中，根据限制值、电机的转速和第一转速阈值，生成交轴电流的指令值，具体包括：电机的转速大于第一转速阈值，且上一交轴电流的指令值小于或等于负的限制值，确定交轴电流的指令值为负的限制值；电机的转速大于第一转速阈值，且上一交轴电流的指令值大于负的限制值，将上一交轴电流的指令值作为交轴电流的指令值；电机的转速小于或等于第一转速阈值，且上一交轴电流的指令值大于限制值，确定交轴电流的指令值为限制值；电机的转速小于或等于第一转速阈值，且上一交轴电流的指令值小于或等于限制值，将上一交轴电流的指令值作为交轴电流的指令值。

在该实施例中，根据转速方向对交轴电流的指令值进行确定，当转速大于0(第一转速阈值为0)时，交轴电流的指令值不得小于-Iqlim，具体地，可在上一交轴电流的指令值小于或等于-Iqlim时，将当前的交轴电流的指令值设定为-Iqlim，而在大于时，将上一交轴电流的指令值作为当前的交轴电流的指令值。当转速小于或等于0时，交轴电流的指令值不得大于Iqlim，具体地，可在上一交轴电流的指令值大于Iqlim时，将当前的交轴电流的指令值设定为Iqlim，在小于或等于时，将上一交轴电流的指令值作为当前的交轴电流的指令值。

需要说明的是，在一个控制周期内交轴电流的指令值可以经过多次处理(例如判断、限幅等处理)，上一交轴电流的指令值指上一次处理后的交轴电流的指令值，在每个控制周期中均进行指令值确定的步骤。

在上述任一实施例中，步骤102中，根据电机的转速和第二转速阈值，生成电机的直轴电流的指令值，具体包括：电机的转速大于第二转速阈值，将上一控制周期的直轴电流的指令值减去第一预设阈值后作为直轴电流的指令值；电机的转速小于或等于第二转速阈值，将上一控制周期的直轴电流的指令值加上第二预设阈值后作为直轴电流的指令值。

在该实施例中，当电机转速大于设定的最低转速，则在当前控制周期中减小直轴电流的指令值，如果在多个连续的控制周期中电机转速均大于设定的最低转速，则直轴电流逐渐减小(负向增大)，直到减小到电机的最小直轴电流(一般可设置为电机的特征电流)，之后在减速过程中，保持在最小直轴电流不变，可以加快消耗电机的能量。当电机转速小于或等于设定的最低转速，则在当前控制周期中增大直轴电流的指令值，如果在多个连续的控制周期中电机转速均小于或等于设定的最低转速，则直轴电流逐渐增大(负向减小)，直到电机的最大直轴电流或者为0，退出弱磁状态。从而降低电机的反电势，并且增大在电机绕组上消耗能量的大小。

需要说明的是，第一预设阈值与第二预设阈值可以相同或不相同，且每个控制周期的第一预设阈值可以相同或不相同，每个控制周期的第二预设阈值可以相同或不相同。

实施例二，图2示出了本发明的第二个实施例的电机控制方法的流程示意图。其中，该方法包括：

步骤202，根据母线电压和第一电压阈值，生成电机的交轴电流的限制值，以及根据限制值、电机的转速和第一转速阈值，生成交轴电流的指令值，和/或根据电机的转速和第二转速阈值，生成电机的直轴电流的指令值；

步骤204，根据交轴电流的指令值和/或直轴电流的指令值，控制电机；

步骤206，根据母线电压和第二电压阈值，生成电机的转子位置角的补偿角；

步骤208，根据补偿角、电机的转速和第二转速阈值，对电机的转子位置角进行补偿。

在矢量控制中，电机的转子位置信息尤为关键，无论是采用位置传感器，还是无位置控制算法，都可能存在电机转子位置的偏差，从而影响电机的发电、电动状态和电机性能。在减速过程中，可能因为转子位置信息不准确或电流控制不精确导致母线电容电压过高，从而带来变频器故障风险。特别是在当用于计算的转子位置超前实际的转子位置时，直轴电流会产生一部分与转速方向相反的交轴电流分量，从而使得即使交轴电流在等于0时，电机继续处于发电运行，母线电压继续升高，从而引发故障。在该实施例中，为了防止因为转子角度超前实际位置、直轴电流较大产生实际负向交轴电流而导致的母线电压继续升高不受控的情况，对转子角度进行滞后补偿，即根据母线电压的大小生成补偿角，进而对电机的转子位置角进行补偿。

需要说明的是，步骤204和步骤206不限定顺序，即可以在生成电机的转子位置角的补偿角后根据交轴电流的指令值和/或直轴电流的指令值控制电机。

在上述任一实施例中，第二电压阈值包括第二制动极限电压和制动安全电压，第二制动极限电压小于制动安全电压，步骤206，根据母线电压和第二电压阈值，生成电机的转子位置角的补偿角，具体包括：母线电压小于或等于第二制动极限电压，确定电机的转子位置角的补偿角为0；母线电压大于第二制动极限电压且小于或等于制动安全电压，根据制动安全电压与母线电压的差值计算电机的转子位置角的补偿角；母线电压大于制动安全电压，确定电机的转子位置角的补偿角为补偿角阈值。

在该实施例中，当母线电压Udc小于或等于第二制动极限电压Udc_lim时，不需要补偿角△θ，将其设置为0；当母线电压超过Udc_lim且小于等于制动安全电压Udc_safety时，根据Udc_safety与Udc的差值，进行比例运算，获得△θ，即△θ＝k2×(Udc_safety-母线电压)，其中k2为系数；当Udc进一步升高，超过Udc_safety时，将△θ设置为补偿角阈值，即补偿角最大值，补偿角最大值可由用户设定。

需要说明的是，制动安全电压、第二制动极限电压均可依据实际情况进行设置。第二制动极限电压与第一制动极限电压可相同。

在上述任一实施例中，步骤208，根据补偿角、电机的转速和第二转速阈值，对电机的转子位置角进行补偿，具体包括：转速大于第二转速阈值，将转子位置角减去补偿角以对转子位置角进行补偿；转速小于或等于第二转速阈值，将转子位置角加上补偿角以对转子位置角进行补偿。

在该实施例中，根据转速方向，进行角度的滞后补偿，当转速大于0，则将用于计算的转子位置角减去△θ；当转速小于或等于0，则将用于计算的转子位置角加上△θ。采用这种滞后补偿，使得在对转子位置信息要求很高的矢量控制中，也能够保证母线电压不会超过安全阈值，具有一定的容错特性，提高了整个***的鲁棒性。

在上述任一实施例中，第一电压阈值包括制动预警电压和第一制动极限电压，制动预警电压小于第一制动极限电压，步骤202中，根据母线电压和第一电压阈值，生成电机的交轴电流的限制值，具体包括：母线电压小于或等于制动预警电压，确定电机的交轴电流的限制值为限制值阈值；母线电压大于制动预警电压且小于或等于第一制动极限电压，根据第一制动极限电压与母线电压的差值计算电机的交轴电流的限制值；母线电压大于第一制动极限电压，确定电机的交轴电流的限制值为0。

在上述任一实施例中，步骤202中，根据限制值、电机的转速和第一转速阈值，生成交轴电流的指令值，具体包括：电机的转速大于第一转速阈值，且上一交轴电流的指令值小于或等于负的限制值，确定交轴电流的指令值为负的限制值；电机的转速大于第一转速阈值，且上一交轴电流的指令值大于负的限制值，将上一交轴电流的指令值作为交轴电流的指令值；电机的转速小于或等于第一转速阈值，且上一交轴电流的指令值大于限制值，确定交轴电流的指令值为限制值；电机的转速小于或等于第一转速阈值，且上一交轴电流的指令值小于或等于限制值，将上一交轴电流的指令值作为交轴电流的指令值。

在上述任一实施例中，步骤202中，根据电机的转速和第二转速阈值，生成电机的直轴电流的指令值，具体包括：电机的转速大于第二转速阈值，将上一控制周期的直轴电流的指令值减去第一预设阈值后作为直轴电流的指令值；电机的转速小于或等于第二转速阈值，将上一控制周期的直轴电流的指令值加上第二预设阈值后作为直轴电流的指令值。

实施例三，本发明公开了一种具有容错特性的电机制动控制方法，针对矢量控制方法，在每一个控制周期中，根据母线电压、电机转速等变量，对交轴电流进行限制，对直轴电流进行控制，对转子位置角度进行补偿控制，来避免控制器直流母线电压过高，从而进行有效安全的减速制动。该方法主要包括：

采样控制器母线电压，根据母线电压的大小、转速的方向，进行交轴电流指令值的限制；根据电机转速的大小，进行直轴电流指令值的限制；根据母线电压的大小确定补偿角度大小，并根据转速的方向，进行角度的滞后补偿。本实施例可以在不需要额外制动装置的情况下，实现电机高效减速制动，并且保护控制器不会因母线电压过高而故障，安全性与鲁棒性强。该方法具体步骤包括：

步骤一：进行交轴电流Iq指令值的限制，如图3所示：

(1)判断母线电压Udc是否小于或等于制动预警电压Udc_cvb，若小于或等于制动预警电压Udc_cvb，则设置交轴电流Iq指令值的限制为最大值，即Iqlim＝Iqlim_max；

(2)若大于制动预警电压Udc_cvb，则判断母线电压Udc是否小于或等于制动极限电压Udc_lim，若小于或等于制动极限电压Udc_lim，则根据制动极限电压Udc_lim与母线电压Udc的差值，进行比例运算，获得交轴电流Iq指令值的限制值，即Iqlim＝k×(Udc_lim-Udc)；

(3)若大于制动极限电压Udc_lim，则将交轴电流Iq指令值的限制值设置为0，即Iqlim＝0；

(4)根据转速speed正负进行判断，在转速speed大于0时，若上一个指令值小于或等于负的限制值(-Iqlim)，则将交轴电流Iq指令值Iqref(即当前指令值)设定为负的限制值，即Iqref＝-Iqlim，否则Iqref不变(即仍为上一个指令值)；

(5)在转速speed小于或等于0时，若上一个指令值大于限制值，则将交轴电流Iq指令值Iqref设定为限制值，即Iqref＝Iqlim，否则Iqref不变。

步骤二：进行直轴电流Id指令值的确定，如图4所示：

(1)当转速n大于设定的最低转速n_low(最低转速根据使用者设定，一般可设置为需要弱磁的转速或更低)，则逐渐减小(斜坡减小)直轴电流Id指令值Idref，即直轴电流Id指令值Idref减去一个值Iddcp，直到减小到电机的最小直轴电流Idref_min(一般可设置为电机的特征电流)，以加速电机制动，若再小于或等于最小直轴电流Idref_min，则Idref＝Idref_min，否则Idref不变；

(2)当转速n小于或等于设定的最低转速n_low，则逐渐增大(斜坡增大)直轴电流Id指令值Idref，即直轴电流Id指令值Idref加上一个值Idrcy，直到增加到电机的最大直轴电流Idref_max或者为0，若再小于或等于最大直轴电流Idref_max，则Idref不变，否则Idref＝Idref_max。

步骤三：进行电机转子位置角度θ指令值的确定，如图5所示：

(1)判断母线电压Udc是否小于或等于制动极限电压Udc_lim，若小于或等于制动极限电压Udc_lim，则将补偿角度设置为0，即△θ＝0；

(2)若大于制动极限电压Udc_lim，则判断母线电压Udc是否小于或等于制动安全电压Udc_safety，若小于或等于制动安全电压Udc_safety，则根据制动安全电压Udc_safety与母线电压Udc的差值，进行比例运算，获得△θ补偿角度，即△θ＝k×(Udc_safety-Udc)；

(3)若仍大于制动安全电压Udc_safety，则将△θ补偿角度设置为补偿最大值，即△θ＝△θ_max；

(4)根据转速speed正负进行判断，在转速speed大于0时，在已有的转子位置角θ上减去该补偿角度△θ，从而使角度产生一定的滞后，即θ＝θ-△θ；

(5)在转速speed小于或等于0时，在已有的转子位置角θ上加上该补偿角度△θ，从而使角度产生一定的滞后，即θ＝θ+△θ。

通过以上三个步骤，在电机转子位置信息准确的情况下，能够将母线电压限制在Udc_lim，若转子位置信息存在偏差错误，则通过角度补偿，仍能够将母线电压限制在Udc_safety，从而起到一定的容错保护功能。通过这样的控制方法，能够确保电机在减速制动过程中，母线电压不会过压，电机能够正常减速制动停机。

减速制动过程里，在每一个控制周期中，经过限制和补偿控制的交轴电流指令值、直轴电流指令值、电机转子位置，作为下一个控制周期的输入，进行下一次的限制和补偿控制。

本发明第二方面的实施例，提出了一种电机控制装置，图6示出了本发明的一个实施例的电机控制装置600的示意框图。其中，该电机控制装置600包括：

存储器602，存储器602用于存储计算机程序；

处理器604，处理器604执行计算机程序时实现如上述任一实施例的电机控制方法。

本发明提供的电机控制装置包括存储器602和处理器604，处理器604能够实现如上述任一实施例的电机控制方法，因此该电机控制装置包括上述任一实施例的电机控制方法的全部有益效果。

本发明第三方面的实施例，提出了一种电机***，图7示出了本发明的一个实施例的电机***700的示意框图。其中，该电机***700包括：

电机702；

电机控制装置600，电机控制装置600被配置为控制电机702。

本发明提供的电机***包括如上述实施例的电机控制装置600，因此该电机***700包括上述任一实施例的电机控制装置600的全部有益效果。

在一些实施例中，电机***700还包括：电压检测装置，用于检测母线电压；转速检测装置，用于检测电机的转速。

本发明第四方面的实施例，提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述任一实施例的电机控制方法。

本发明提供的计算机可读存储介质，计算机程序被处理器执行时实现如上述任一实施例的电机控制方法的步骤，因此该计算机可读存储介质包括上述任一实施例的电机控制方法的全部有益效果。

在本说明书的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，除非另有明确的规定和限制；术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电机控制方法，其特征在于，包括：

根据母线电压和第一电压阈值，生成所述电机的交轴电流的限制值，以及根据所述限制值、所述电机的转速和第一转速阈值，生成所述交轴电流的指令值，和

根据所述电机的转速和第二转速阈值，生成所述电机的直轴电流的指令值；

根据所述交轴电流的指令值和所述直轴电流的指令值，控制所述电机；

根据所述限制值、所述电机的转速和第一转速阈值，生成所述交轴电流的指令值的步骤，具体包括：

所述电机的转速大于所述第一转速阈值，且上一交轴电流的指令值小于或等于负的所述限制值，确定所述交轴电流的指令值为负的所述限制值；

所述电机的转速大于所述第一转速阈值，且所述上一交轴电流的指令值大于负的所述限制值，将所述上一交轴电流的指令值作为所述交轴电流的指令值；

所述电机的转速小于或等于所述第一转速阈值，且所述上一交轴电流的指令值大于所述限制值，确定所述交轴电流的指令值为所述限制值；

所述电机的转速小于或等于所述第一转速阈值，且所述上一交轴电流的指令值小于或等于所述限制值，将所述上一交轴电流的指令值作为所述交轴电流的指令值。

2.根据权利要求1所述的电机控制方法，其特征在于，还包括：

根据所述母线电压和第二电压阈值，生成所述电机的转子位置角的补偿角；

根据所述补偿角和所述电机的转速，对所述电机的转子位置角进行补偿。

3.根据权利要求1或2所述的电机控制方法，其特征在于，所述第一电压阈值包括制动预警电压和第一制动极限电压，所述制动预警电压小于所述第一制动极限电压，根据母线电压和第一电压阈值，生成所述电机的交轴电流的限制值的步骤，具体包括：

所述母线电压小于或等于所述制动预警电压，确定所述电机的交轴电流的限制值为限制值阈值；

所述母线电压大于所述制动预警电压且小于或等于所述第一制动极限电压，根据所述第一制动极限电压与所述母线电压的差值计算所述电机的交轴电流的限制值；

所述母线电压大于所述第一制动极限电压，确定所述电机的交轴电流的限制值为0。

4.根据权利要求1或2所述的电机控制方法，其特征在于，根据所述电机的转速和第二转速阈值，生成所述电机的直轴电流的指令值的步骤，具体包括：

所述电机的转速大于所述第二转速阈值，将上一控制周期的直轴电流的指令值减去第一预设阈值后作为所述直轴电流的指令值；

所述电机的转速小于或等于所述第二转速阈值，将所述上一控制周期的直轴电流的指令值加上第二预设阈值后作为所述直轴电流的指令值。

5.根据权利要求2所述的电机控制方法，其特征在于，所述第二电压阈值包括第二制动极限电压和制动安全电压，所述第二制动极限电压小于所述制动安全电压，根据所述母线电压和第二电压阈值，生成所述电机的转子位置角的补偿角的步骤，具体包括：

所述母线电压小于或等于所述第二制动极限电压，确定所述电机的转子位置角的补偿角为0；

所述母线电压大于所述第二制动极限电压且小于或等于所述制动安全电压，根据所述制动安全电压与所述母线电压的差值计算所述电机的转子位置角的补偿角；

所述母线电压大于所述制动安全电压，确定所述电机的转子位置角的补偿角为补偿角阈值。

6.根据权利要求2所述的电机控制方法，其特征在于，根据所述补偿角和所述电机的转速，对所述电机的转子位置角进行补偿的步骤，具体包括：

所述转速大于0，将所述转子位置角减去所述补偿角以对所述转子位置角进行补偿；

所述转速小于或等于0，将所述转子位置角加上所述补偿角以对所述转子位置角进行补偿。

7.一种电机控制装置，其特征在于，包括：

存储器，所述存储器用于存储计算机程序；

处理器，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6中任一项所述的电机控制方法。

8.一种电机***，其特征在于，包括：

电机；

如权利要求7所述的电机控制装置，所述电机控制装置被配置为控制所述电机。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的电机控制方法。

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