CN114844402A - 一种大功率永磁同步电机矢量控制*** - Google Patents

一种大功率永磁同步电机矢量控制*** Download PDF

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范世鹏
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Abstract

本发明公开了一种大功率永磁同步电机矢量控制***，包括：采样模块，用于检测电机电压、电流信号；控制模块，接收采样模块采集的信号，生成脉冲信号；逆变电路，向电机供电，为三相桥式无控整流电路；驱动模块，根据脉冲信号对逆变电路的桥臂开关状态进行控制，从而控制电机转动；所述逆变电路中的功率开关为耐压大于等于540V、最大电流大于等于40A的MOSFET功率开关。本发明公开的大功率永磁同步电机矢量控制***，可以实现在大型导弹起竖发射中采用电动缸替代液压缸对导弹进行精准角度起竖。

Description

一种大功率永磁同步电机矢量控制***
技术领域
本发明涉及一种大功率永磁同步电机矢量控制***，属于电机控制技术领域。
背景技术
由于执行部件的负载较大，大型导弹起竖装置均采用液压缸，虽然液压缸的结构紧凑且输出推力大，但其存在“跑、冒、滴、漏”和振动大等问题。
已有部分中小型导弹起竖发射装置中采用电动缸替代液压缸，电动缸中一般采用矢量控制策略的永磁同步电机(永磁同步电机)，此种电机控制策略简单，转矩特性比较好，然而，现有的矢量控制策略存在功率因数会随着输出转矩的变大而逐渐降低的问题，且输入为永磁同步电机的期望转速而不是永磁同步电机的期望转子位置，无法对导弹起竖进行精确的位置控制，导致其难以直接应用于大型导弹起竖发射中。
由于上述原因，本发明人对现有的永磁同步电机矢量控制***进行了深入研究，提出一种能够克服上述问题的矢量控制方法。
发明内容
为了克服上述问题，本发明人进行了深入研究，提供了一种大功率永磁同步电机矢量控制***，其特征在于，包括：
采样模块，用于检测电机电压、电流信号；
控制模块，接收采样模块采集的信号，生成脉冲信号；
逆变电路，向电机供电，为三相桥式无控整流电路；
驱动模块，根据脉冲信号对逆变电路的桥臂开关状态进行控制，从而控制电机转动。
优选地，所述逆变电路中的功率开关为耐压大于等于540V的MOSFET功率开关。
优选地，所述逆变电路中的功率开关为最大电流大于等于40A的MOSFET功率开关。
优选地，所述驱动模块中具有驱动芯片，脉冲信号通过驱动芯片控制控制MOSFET功率开关的状态实现对逆变电路桥臂开关状态的控制，
所述驱动芯片为IR2104S型驱动芯片。
优选地，在所述采样模块中，电流采样通过将电阻串联在逆变电路的输出端，测量电阻产生的压降获取电路中的电流值。
优选地，在所述采样模块中，电压采样电路结构如图3。
优选地，在所述控制模块中设置有MRAS模块，根据采样模块检测的电机电压、电流信号估计电机转子位置以及电机转子速度，将电机转子位置和电机转子速度的估计值作为电机转子实际位置和电机转子实际速度。
优选地，在所述控制模块中设置有空间矢量脉宽调制器、位置环、速度环和电流环，
所述位置环包括位置PI控制器，通过比较电机转子实际位置和给定位置，获得电机转速给定值；
所述速度环包括速度PI控制器，通过比较电机转速给定值与电机转子实际速度，获得电机交轴的参考电流；
所述电流环包括直轴电流PI控制器和交轴电流PI控制器，其中，直轴电流PI控制器通过比较电机直轴检测电流与直轴参考电流，获得两相旋转坐标系下直轴分量参考电压值；所述交轴电流PI控制器通过比较交轴检测电流与交轴参考电流，获得两相旋转坐标系下交轴分量参考电压值，
所述空间矢量脉宽调制器用于将两相旋转坐标系下交轴分量参考电压值调制成脉冲信号。
优选地，所述MRAS模块包括自适应律、参考模型和可调模型，将参考模型和可调模型的输出结果进行比较，产生的误差输入自适应律中，由自适应律形成反馈量更新可调模型中的待估计量，使得误差最小。
优选地，所述参考模型表示为：
Figure BDA0003527097140000031
其中，R为定子的电阻；ωe为电角速度，i′＝[i′d,i′q]T表示参考模型的输出量，且有：
Figure BDA0003527097140000032
其中，ψf为转子磁链；ud、uq、id、iq分别为d-q坐标系下定子电压和电流分量；Lq为定子交轴电感；Ld为定子直轴电感；
所述可调模型表示为：
Figure BDA0003527097140000033
Figure BDA0003527097140000034
其中，
Figure BDA0003527097140000041
表示估算电流，为可调模型的输出量；
Figure BDA0003527097140000042
表示可调电角速度，为可调模型待估计量；
所述自适应律表示为：
Figure BDA0003527097140000043
其中，p表示一阶求导，C、I均表示单位矩阵，
Figure BDA0003527097140000044
Figure BDA0003527097140000045
Figure BDA0003527097140000046
本发明所具有的有益效果包括：
(1)实现了大功率永磁同步电机的精准矢量控制；
(2)可以实现在大型导弹起竖发射中采用电动缸替代液压缸对导弹进行精准角度起竖；
(3)无需额外设置位置传感器，节约了成本以及安装空间。
附图说明
图1示出根据本发明一种优选实施方式的大功率永磁同步电机矢量控制***结构示意图；
图2示出根据本发明一种优选实施方式的大功率永磁同步电机矢量控制***中驱动芯片与逆变电路连接电路；
图3示出根据本发明一种优选实施方式的大功率永磁同步电机矢量控制***中电压采样电路结构示意图；
图4示出根据本发明一种优选实施方式的大功率永磁同步电机矢量控制***中MRAS模块的结构示意图；
图5示出实施例1中给定转速600r/min时MRAS模块估算的电机转子位置与电机转子实际位置对比图；
图6示出实施例1中给定转速600r/min时MRAS模块估算的电机转子位置与电机转子实际位置之间的误差；
图7示出实施例1中位置输入给定值为阶跃信号时，电机转子实际位置、估计位置和给定位置仿真结果；
图8示出实施例1中位置输入给定值为阶跃信号时，电机转子实际位置和给定位置之间的误差；
图9出实施例1中位置输入给定值为阶跃信号时，电机转子实际位置和估计位置之间的误差。
具体实施方式
下面通过附图和实施例对本发明进一步详细说明。通过这些说明，本发明的特点和优点将变得更为清楚明确。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
根据本发明提供的一种大功率永磁同步电机矢量控制***，如图1所示，包括：
采样模块，用于检测电机电压、电流信号；
控制模块，接收采样模块采集的信号，生成脉冲信号；
逆变电路，向电机供电，为三相桥式无控整流电路；
驱动模块，根据脉冲信号对逆变电路的桥臂开关状态进行控制，从而控制电机转动。
根据本发明，所述控制模块为数字信号处理器芯片，例如DSPTMS320F28335，该芯片均能达到大部分的开发条件，有6路高精度PWM信号输出，且数据和程序两者互不影响或干扰，工作时间互不冲突。
本发明的目的之一，是提供一种能够应用于大型导弹起竖装置的电机矢量控制***，永磁同步电机需要满足20A/10KW的最低要求。
根据三相桥式无控整流电路原理，电路的输出电压为交流电网线电压的峰值，即直流母线电压为交流电网线电压的峰值，直流母线电压Ud：
Figure BDA0003527097140000061
其中，Ud为直流母线电压；Uin为输入端交流电网线电压的有效值，据此，所述逆变电路中的功率开关为耐压大于等于540V的MOSFET功率开关。
优选地，所述逆变电路中的功率开关为耐压VDSS＝650V的MOSFET功率开关。
由于三相永磁同步电机普遍采用星形接法，即线电流＝相电流＝电机额定电流＝20A，所以流过MOSFET的峰值电流为：
Figure BDA0003527097140000062
其中，Im1为流过MOSFET的峰值电流；I为永磁同步电机的额定电流有效值A。
进一步地，考虑到过载影响，流过MOSFET的峰值电流为：
Figure BDA0003527097140000063
其中，Im2为流过MOSFET的峰值电流；K为变流器的设计过载能力，通常取K＝1.5；P为设计拟驱动的功率；Uin为输入端交流电网线电压的有效值。
即所述逆变电路中的功率开关为最大电流大于等于40A的MOSFET功率开关。
根据Im1≈28A，Im2≈39A，优选采用最大电流ID＝47A的MOSFET功率开关作为逆变电路中的功率开关，例如无锡紫光微电子有限公司的型号为TPV65R080C的大功率MOSFET。
由于采用耐压VDSS＝650V、最大电流ID＝47A的功率开关，需要15V的栅源驱动电压才可以驱动MOSFET功率开关的导通和关断。但传统的控制模块芯片，例如DSPTMS320F28335芯片，输出的脉冲信号为3.3V，输出的电平低而且驱动能力不足，不能直接控制大功率MOSFET的通断，在本发明中，设计有专门的驱动电路来控制MOSFET功率开关的状态。
根据本发明，所述驱动模块中具有驱动芯片，脉冲信号通过驱动芯片控制控制MOSFET功率开关的状态实现对逆变电路桥臂开关状态的控制，
优选地，所述驱动芯片为IR2104S型驱动芯片，所述驱动芯片与逆变电路连接电路结构如图2，其中PWMUH是输入，OUTPUT_U是该逆变电路及其驱动电路的输出信号，它与三相永磁同步电机定子中的U相连接，为电机提供三相正弦交流电压，需要说明的是，图2示出的是U相的逆变及驱动电路，V相和W相与之类似。
在本发明中，优选地，在所述采样模块中，电流采样通过将电阻串联在逆变电路的输出端，测量电阻产生的压降获取电路中的电流值，该种采样方法又称之为直接采样法，广泛地应用在实际的工程中。
在一个优选的实施方式中，在所述采样模块中，电压采样电路结构如图3。
在本发明中，所述矢量控制，是将定子电流解耦，分解为励磁电流和转矩电流，分别进行独立控制。
在本发明中，将励磁电流始终控制为0，再单独控制转矩电流从而达到控制电磁转矩的目的。
传统的永磁同步电机矢量控制装置，主要包括两个控制环，即速度环和电流环，
其中速度环PI控制的目的是为了控制电机转速，使得电机实际转速能够快速跟随需求转速，为外环部分，通过速度环获得参考电流；
电流环PI控制的目的是控制电机的电流，使得电机端三相电流经由坐标变换得到的两相旋转坐标系电流能跟随速度环输出的需求电流，为内环部分，电流环根据参考电流与检测电流比对，输出控制电压，使得检测电流趋近于参考电流，从而实现所述转矩电流的控制。
发明人发现，传统的两个控制环的永磁同步电机矢量控制装置，其输入为永磁同步电机的期望转速，不能对永磁同步电机转子的实际位置实现高精度控制，难以直接应用于大型导弹起竖发射中。
在本发明中，在传统的两个控制环的永磁同步电机矢量控制装置的基础上，新增了位置环，以解决上述问题。
具体地，如图1所示，在所述控制模块中设置有MRAS模块，根据采样模块检测的电机电压、电流信号估计电机转子位置以及电机转子速度，将电机转子位置和电机转子速度的估计值作为电机转子实际位置和电机转子实际速度。
发明人发现，虽然可以通过在电机转子位置设置位置传感器的方式获得电机转子实际位置以及电机转子实际速度，但是位置传感器在使用中存在成本高、尺寸大、安装困难、可靠性低等问题。
所述MRAS模块的结构如图4所示，包括自适应律、参考模型和可调模型，所述参考模型和可调模型在相同的激励下分别输出结果，将二者的输出结果进行比较，产生的误差输入自适应律中，由自适应律形成反馈量更新可调模型中的待估计量，使得误差尽可能地小，即让可调模型的输出地跟踪参考模型的输出。
传统的永磁同步电机电流数学模型可以表示为：
Figure BDA0003527097140000091
其中，R为定子的电阻；ωe为电角速度；ψf为转子磁链；ud、uq、id、iq分别为d-q坐标系下定子电压和电流分量；Lq为定子交轴电感；Ld为定子直轴电感。
发明人发现，d-q坐标系下的永磁同步电机电流数学模型中含有待估算的电机转速，且只跟转速有关，通过适当的变换，可以从传统永磁同步电机电流数学模型中获得参考模型。
所述参考模型可以表示为：
Figure BDA0003527097140000092
其中，R为定子的电阻；ωe为电角速度，i′＝[i′d,i′q]T表示参考模型的输出量，且有：
Figure BDA0003527097140000101
由于id、iq、ψf、Ld参数均为可测量或已知参数，则参考模型的输出量为已知量。
所述可调模型表示为：
Figure BDA0003527097140000102
Figure BDA0003527097140000103
其中，
Figure BDA0003527097140000104
表示估算电流，为可调模型的输出量；
Figure BDA0003527097140000105
表示可调电角速度，为可调模型待估计量。
所述自适应律设置为：
Figure BDA0003527097140000106
其中，p表示一阶求导，C、I均表示单位矩阵，
Figure BDA0003527097140000107
Figure BDA0003527097140000108
Figure BDA0003527097140000109
经过大量实践，本发明提供的所述MRAS模块能够渐进稳定，可调模型的输出能够很好地跟踪参考模型的输出，从而获得可调模型的待估计量，即可调电角速度。
根据本发明，通过对所述MRAS模块获得的可调电角速度积分即可估计电机转子位置以及电机转子速度，具体地，对可调电角速度积分，即可获得电机转子估计速度；对电机转子估计速度再次积分，即可获得电机转子估计位置。
根据本发明，在所述控制模块中设置有空间矢量脉宽调制器、位置环、速度环和电流环，
进一步地，通过位置环输出速度环的给定值、通过速度环输出电流环的参考值，由电流环根据参考值获得电机的参考电压，由空间矢量脉宽调制器根据参考电压驱动电机，再将电机转子实际位置以及给定位置输入至位置环，使得位置环输出下一时刻的速度环给定值，通过上述循环，实现永磁同步电机三闭环矢量控制。
具体地，所述位置环包括位置PI控制器，通过比较电机转子实际位置和给定位置，获得电机转速给定值
Figure BDA0003527097140000111
所述速度环包括速度PI控制器，通过比较电机转速给定值
Figure BDA0003527097140000112
与电机转子实际速度ωm，获得电机交轴的参考电流
Figure BDA0003527097140000113
所述电流环包括直轴电流PI控制器和交轴电流PI控制器，其中，直轴电流PI控制器通过比较电机直轴检测电流id与直轴参考电流
Figure BDA0003527097140000114
获得两相旋转(d-q)坐标系下直轴分量参考电压值
Figure BDA0003527097140000115
所述交轴电流PI控制器通过比较交轴检测电流iq与交轴参考电流
Figure BDA0003527097140000116
获得两相旋转(d-q)坐标系下交轴分量参考电压值
Figure BDA0003527097140000117
所述直轴参考电流
Figure BDA0003527097140000118
所述PI控制器为比例积分控制器，是一种常用的线性调节控制器，在本发明中对其结构不做赘述，例如采用数字PI调节器，可以表示为U(kT)＝Kx*[Kp*e(kT)+Ki*Σe(kT)]，其中：Kx为常数系数；T为采样周期；k为采样次数；U(kT)为第k次数字PI调节器的输出；Kp为比例系数；e(kT)表示第k次输入数字PI调节器的偏差；Ki为积分系数；Σ表示0到k次求和。
进一步地，与传统的两个控制环的永磁同步电机矢量控制装置相同，所述控制模块中还具有克拉克变换模块、帕克变换模块和帕克逆变换模块，以实现永磁同步电机中三种坐标系之间的变换，所述三种坐标系包括三相静止(a-b-c)坐标系、两相静止(α-β)坐标系和两相同步旋转(d-q)坐标系，三种坐标系为永磁同步电机中常用的坐标系。
所述克拉克变换模块用于a-b-c坐标系至α-β坐标系的坐标变换，从而将永磁同步电机三相电流的检测值iA、iB、iC转化为定子电流的α轴分量iα、β轴分量iβ，其变换矩阵T3s/2s为：
Figure BDA0003527097140000121
所述帕克变换模块用于α-β坐标系至d-q坐标系的坐标变换，从而将定子电流的α轴分量iα、β轴分量iβ转化为电机直轴检测电流id和交轴检测电流iq，其变换矩阵T2s/2r为：
Figure BDA0003527097140000122
其中θe是转子磁极的位置角度；
所述帕克逆变换模块用于d-q坐标系至α-β坐标系的坐标变换，从而将直轴分量参考电压值
Figure BDA0003527097140000123
交轴分量参考电压值
Figure BDA0003527097140000124
转化为α-β坐标系下的α轴参考电压值
Figure BDA0003527097140000125
β轴参考电压值
Figure BDA0003527097140000126
其变换矩阵T2r/2s为：
Figure BDA0003527097140000127
其中θe是转子磁极的位置角度；
所述空间矢量脉宽调制器用于将两相旋转坐标系下交轴分量参考电压值，即α轴参考电压值
Figure BDA0003527097140000128
β轴参考电压值，调制成脉冲信号。
实施例
实施例1
按照图1所示结构在仿真环境(matlab)中搭建大功率永磁同步电机矢量控制***，该装置包括采样模块、控制模块、逆变电路、驱动模块，所述位置环设置在最外侧，速度环设置在中间，电流环设置在最内侧；
所述参考模型可以表示为：
Figure BDA0003527097140000131
其中，R为定子的电阻；ωe为电角速度，i′＝[i′d,i′q]T表示参考模型的输出量，且有：
Figure BDA0003527097140000132
所述可调模型表示为：
Figure BDA0003527097140000133
Figure BDA0003527097140000134
其中，
Figure BDA0003527097140000135
表示估算电流，为可调模型的输出量；
Figure BDA0003527097140000136
表示可调电角速度，为可调模型待估计量。
所述自适应律设置为：
Figure BDA0003527097140000141
其中，p表示一阶求导，C、I均表示单位矩阵，
Figure BDA0003527097140000142
Figure BDA0003527097140000143
Figure BDA0003527097140000144
将参考模型和可调模型的输出结果进行比较，产生的误差输入自适应律中，由自适应律形成反馈量更新可调模型中的待估计量，使得误差最小；此时，对得到的可调模型的待估计量进行积分，获得电机转子估计速度；对电机转子估计速度再次积分，获得电机转子估计位置，将电机转子估计位置和电机转子估计速度作为电机转子实际位置和电机转子实际速度；
所述位置环包括位置PI控制器，通过比较电机转子实际位置和给定位置，获得电机转速给定值
Figure BDA0003527097140000145
所述速度环包括速度PI控制器，比较电机转速给定值
Figure BDA0003527097140000146
与电机转子实际速度ωm，获得电机交轴的参考电流
Figure BDA0003527097140000147
所述电流环包括直轴电流PI控制器和交轴电流PI控制器，其中，直轴电流PI控制器通过比较电机直轴检测电流id与直轴参考电流
Figure BDA0003527097140000148
获得两相旋转(d-q)坐标系下直轴分量参考电压值
Figure BDA0003527097140000149
所述交轴电流PI控制器通过比较交轴检测电流iq与交轴参考电流
Figure BDA00035270971400001410
获得两相旋转(d-q)坐标系下交轴分量参考电压值
Figure BDA00035270971400001411
所述直轴参考电流
Figure BDA00035270971400001412
其中，PMSM设置如下：
磁链ψf＝0.175Wb；定子绕组电感在两相旋转(d-q)坐标系中d轴、q轴的分量Ld＝Lq＝0.0085H；电机定子的电阻R＝2.875Ω；阻尼系数B＝0；转动惯量J＝0.0000048kg·m2；极对数p＝4；
q轴电流环PI控制的参数为Kp＝17.708，Ki＝5989.58；d轴电流环PI控制的参数为Kp＝17.708，Ki＝5989.58；速度环PI控制的参数为Kp＝1，Ki＝0.05；位置环PI调节器的参数为Kp＝350、Ki＝50。
设置给定输入转速为600r/min，负载转矩初始值为0，在t＝0.2s时阶跃到10N·m，电机的初始转速为0。
给定转速600r/min，MRAS模块估算的电机转子位置，对比电机转子实际位置，结果如图5所示，二者的峰值均为6.28rad，即360°；两者之间的误差如图6所示。
从图上可以看出，实施例1中的估算位置与电机转子实际位置基本相同，即电机转子估算位置较为准确。
对该模型进行仿真，在某时刻输入位置给定值，即表征在该时刻已经出现电机转动量不足导致电机转子实际位置与给定位置出现偏差情况，以模拟大输出转矩情况下出现功率因数降低引起的转子位置偏差问题，从而观察该装置能否快速的跟踪位置给定值，即达到大输出转矩下仍然不会出现电子转子实际位置偏差的效果。
具体地，设置输入位置给定值信号为阶跃信号，模拟功率因数下降后电机电子实际位置偏差现象。
所述阶跃信号θref为10rad，电机转子实际位置、估计位置和给定位置仿真结果如图7示所示，电机转子实际位置和给定位置之间的误差如图8所示，电机转子实际位置和估计位置之间的误差如图9所示。
从图7-9可以看出，转子的估计位置与实际位置的变化曲线仅有非常短的时间滞后，仅仅在电机刚启动的一段时间内估计转速为零而电机实际转速不为零，随着电机运行时间增长，获得的转子的估计位置精度逐渐提高，最终与实际位置趋于相同，转子位置估计误差平均值为0.0043rad，最终的输出转矩、电机转速响应快而且很好地跟随了给定值，即在大输出转矩情况下，该装置仍能够保证电机转子实际位置达到预期给定位置，从而良好的完成给定控制命令。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于本发明工作状态下的方位或位置关系，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”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体的连接普通；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，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。
以上结合了优选的实施方式对本发明进行了说明，不过这些实施方式仅是范例性的，仅起到说明性的作用。在此基础上，可以对本发明进行多种替换和改进，这些均落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种大功率永磁同步电机矢量控制***，其特征在于，包括：
采样模块，用于检测电机电压、电流信号；
控制模块，接收采样模块采集的信号，生成脉冲信号；
逆变电路，向电机供电，为三相桥式无控整流电路；
驱动模块，根据脉冲信号对逆变电路的桥臂开关状态进行控制，从而控制电机转动。
2.根据权利要求1所述的大功率永磁同步电机矢量控制***，其特征在于，
所述逆变电路中的功率开关为耐压大于等于540V的MOSFET功率开关。
3.根据权利要求2所述的大功率永磁同步电机矢量控制***，其特征在于，
所述逆变电路中的功率开关为最大电流大于等于40A的MOSFET功率开关。
4.根据权利要求3所述的大功率永磁同步电机矢量控制***，其特征在于，
所述驱动模块中具有驱动芯片，脉冲信号通过驱动芯片控制控制MOSFET功率开关的状态实现对逆变电路桥臂开关状态的控制，
所述驱动芯片为IR2104S型驱动芯片。
5.根据权利要求1所述的大功率永磁同步电机矢量控制***，其特征在于，
在所述采样模块中，电流采样通过将电阻串联在逆变电路的输出端，测量电阻产生的压降获取电路中的电流值。
6.根据权利要求1所述的大功率永磁同步电机矢量控制***，其特征在于，
在所述采样模块中，电压采样电路结构如图3。
7.根据权利要求1所述的大功率永磁同步电机矢量控制***，其特征在于，
在所述控制模块中设置有MRAS模块，根据采样模块检测的电机电压、电流信号估计电机转子位置以及电机转子速度，将电机转子位置和电机转子速度的估计值作为电机转子实际位置和电机转子实际速度。
8.根据权利要求7所述的大功率永磁同步电机矢量控制***，其特征在于，
在所述控制模块中设置有空间矢量脉宽调制器、位置环、速度环和电流环，
所述位置环包括位置PI控制器，通过比较电机转子实际位置和给定位置，获得电机转速给定值；
所述速度环包括速度PI控制器，通过比较电机转速给定值与电机转子实际速度，获得电机交轴的参考电流；
所述电流环包括直轴电流PI控制器和交轴电流PI控制器，其中，直轴电流PI控制器通过比较电机直轴检测电流与直轴参考电流，获得两相旋转坐标系下直轴分量参考电压值；所述交轴电流PI控制器通过比较交轴检测电流与交轴参考电流，获得两相旋转坐标系下交轴分量参考电压值，
所述空间矢量脉宽调制器用于将两相旋转坐标系下交轴分量参考电压值调制成脉冲信号。
9.根据权利要求7所述的大功率永磁同步电机矢量控制***，其特征在于，
所述MRAS模块包括自适应律、参考模型和可调模型，将参考模型和可调模型的输出结果进行比较，产生的误差输入自适应律中，由自适应律形成反馈量更新可调模型中的待估计量，使得误差最小。
10.根据权利要求9所述的大功率永磁同步电机矢量控制***，其特征在于，
所述参考模型表示为：
Figure FDA0003527097130000031
其中，R为定子的电阻；ωe为电角速度，i′＝[i′d,i′q]T表示参考模型的输出量，且有：
Figure FDA0003527097130000032
其中，ψf为转子磁链；ud、uq、id、iq分别为d-q坐标系下定子电压和电流分量；Lq为定子交轴电感；Ld为定子直轴电感；
所述可调模型表示为：
Figure FDA0003527097130000033
Figure FDA0003527097130000034
其中，
Figure FDA0003527097130000035
表示估算电流，为可调模型的输出量；
Figure FDA0003527097130000036
表示可调电角速度，为可调模型待估计量；
所述自适应律表示为：
Figure FDA0003527097130000041
其中，p表示一阶求导，C、I均表示单位矩阵，
Figure FDA0003527097130000042
Figure FDA0003527097130000043
Figure FDA0003527097130000044
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