永磁电机的控制方法、系统、电子设备及存储介质与流程

专利2024-03-23  94



1.本发明涉及永磁电机领域,特别涉及一种永磁电机的控制方法、系统、电子设备及存储介质。


背景技术:

2.永磁同步电机具有高效率、高转矩密度、高功率因数、电机尺寸及形状设计灵活等优点,近年来得到了广泛学者的研究,并且已逐步应用于风力发电、电动汽车等领域。然而,永磁材料易受到电枢反应、工作温度、制造缺陷等因素的影响导致其性能下降。


技术实现要素:

3.本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中永磁材料易受到电枢反应、工作温度、制造缺陷等因素的影响产生局部退磁导致其性能下降的缺陷,提供一种能够提高永磁电机运行性能的永磁电机的控制方法、系统、电子设备及存储介质。
4.本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题:
5.本发明提供了一种永磁电机的控制方法,所述控制方法包括以下步骤:
6.获取永磁电机的运行参数;
7.若根据所述运行参数判断所述永磁电机发生局部退磁故障,则控制所述永磁电机的分数次谐波电流。
8.较佳地,所述控制所述永磁电机的分数次谐波电流包括:
9.根据所述运行参数获取永磁电机的退磁程度并根据所述退磁程度选择对应的控制模式,或根据所述永磁电机的实际工况选择对应的控制模式;
10.根据所述控制模式控制所述永磁电机的分数次谐波电流。
11.较佳地,所述控制模式包括电流正弦模式及转矩平稳模式,所述电流正弦模式用于提高所述永磁电机的电流的正弦化程度,所述转矩平稳模式用于减小转矩脉动。
12.较佳地,所述根据所述退磁程度选择对应的控制模式的步骤包括:
13.若所述退磁程度小于或等于退磁预设值,则将所述电流正弦模式作为对应的控制模式;
14.若所述退磁程度大于所述退磁预设值,则将所述转矩平稳模式作为对应的控制模式。
15.较佳地,所述根据所述退磁程度选择对应的控制模式的步骤前还包括:
16.根据转矩脉动及谐波损耗计算退磁预设值。
17.较佳地,所述根据转矩脉动及谐波损耗计算退磁预设值的步骤前还包括:
18.根据分数次谐波与基波的比例和/或所述分数次谐波的阶数计算转矩脉动。
19.较佳地,所述根据所述控制模式控制所述永磁电机的分数次谐波电流的步骤包括:
20.根据所述控制模式获取对应的谐波电流给定量;
21.根据所述谐波电流给定量及谐波控制量控制所述永磁电机的分数次谐波电流。
22.较佳地,所述根据所述谐波电流给定量及谐波控制量控制所述永磁电机的分数次谐波电流的步骤包括:
23.根据所述谐波电流给定量,通过电流调节器产生谐波控制量以控制所述永磁电机的分数次谐波电流。
24.较佳地,所述电流调节器包括pir(比例-积分-谐振)调节器或多同步参考坐标系pi(比例-积分)调节器。
25.较佳地电流调节器产生谐波控制量以控制所述永磁电机的分数次谐波电流的步骤包括:
26.根据所述谐波电流给定量,通过所述pir调节器产生直流电流控制量及谐波控制量以控制所述永磁电机的分数次谐波电流。
27.较佳地,所述根据所述控制模式获取对应的谐波电流给定量的步骤包括:
28.若所述控制模式为电流正弦模式,则谐波电流给定量为0a;
29.若所述控制模式为所述转矩平稳模式,则根据磁链的谐波分布和基波电流的幅值获取所述谐波电流给定量。
30.较佳地,所述判断所述永磁电机发生局部退磁故障的步骤包括:若检测到所述永磁电机的永磁磁链出现分数次谐波,则根据所述分数次谐波判断所述永磁电机是否发生局部退磁。
31.较佳地,所述检测到所述永磁电机的永磁磁链出现分数次谐波的步骤包括:
32.检测到所述永磁电机的永磁磁链出现分数次谐波且所述永磁电机的基波幅值降低。
33.较佳地,所述运行参数包括空载反电动势或永磁磁链。
34.本发明还提供了一种永磁电机的控制系统,所述控制系统包括运行参数获取模块及控制模块;
35.所述运行参数获取模块用于获取永磁电机的运行参数;
36.所述控制模块用于若根据所述运行参数判断所述永磁电机发生局部退磁故障,则控制所述永磁电机的分数次谐波电流。
37.本发明还提供了一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的永磁电机的控制方法。
38.本发明还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的永磁电机的控制方法。
39.本发明的积极进步效果在于:本发明可以根据永磁电机的运行参数来判断永磁电机是否发生局部退磁故障,如在检测到永磁磁链基波幅值降低以及出现分数次谐波的情况下则确认永磁电机发生局部退磁,并在监测到发生局部退磁故障时有针对性地控制永磁电机产生的分数次谐波电流,抑制永磁体局部退磁导致的磁链畸变对电机控制以及电机性能带来的影响,从而在局部退磁的故障下有效保障永磁电机的性能。
附图说明
40.图1为本发明实施例1中永磁电机的控制方法的流程图。
41.图2为本发明实施例1中步骤102的具体实现方式的流程图。
42.图3为本发明实施例1中步骤1023的具体实现方式的流程图。
43.图4为本发明实施例1中控制结构的示意图。
44.图5为本发明实施例1中健康电机的转子和发生局部退磁的电机的转子对比图。
45.图6为本发明实施例1中一个机械周期内的磁链波形示意图。
46.图7为本发明实施例1中一个机械周期内的谐波分布示意图。
47.图8为本发明实施例1中的pir电流调节器的控制方式示意图。
48.图9为本发明实施例1中定子电流波形对比示意图。
49.图10为本发明实施例1中定子电流的频谱的分析的对比示意图。
50.图11为本发明实施例2中永磁电机的控制系统的模块示意图。
51.图12为本发明实施例3中电子设备的模块示意图。
具体实施方式
52.为了更好地理解本发明实施例,下面先对本发明实施例进行概况说明:
53.本实施例中,在实践中发现永磁电机在发生局部退磁故障时,性能会下降。具体来说,永磁电机在受到外界因素的影响时会发生退磁故障,退磁故障可以分为均匀退磁故障及局部退磁故障,比如说,永磁体材料老化、环境温度升高等原因会导致均匀局部退磁故障,气隙磁场幅值减小,表现为永磁磁链基波幅值降低;而氧化、振动等环境因素以及短路等情况下的瞬态大电流引起的强电枢反应磁场会导致局部退磁故障。而在永磁发生局部退磁故障时,会对永磁电机造成负面影响,使得局部退磁故障下永磁电机的性能难以有效保障。下面以一具体场景为例来进行进一步解释:
54.图5示意性示出了健康永磁电机的转子和发生局部退磁的永磁电机的转子对比图,具体以10极12槽永磁电机为例,图5中左边的部分为健康电机的转子示意图,其中,转子铁芯上贴有10块表贴式永磁体,图5中右边部分为局部退磁的电机的转子,具体而言,缺少其中一块永磁体的转子可视为发生局部退磁故障的转子,具有该发生退磁故障的转子的永磁电机即为发生局部退磁故障的电机。
55.对具有上述两种转子的电机的永磁磁链进行分析,一个机械周期内的磁链波形及其谐波分布分别如图6及图7所示,对于实施例中所给出的10极永磁同步电机来说,一个机械周期等于5个电周期,由于发生局部退磁,因此在一些电周期,相较于健康电机,发生局部退磁的电机永磁磁链基频幅值有所减小,并出现了(2n-1)/p次的分数次谐波,其中n为正整数,p为电机极对数,此实施例中p=5,理想情况下,健康的电机只有基波和3*(2n-1)次谐波,即图6中谐波次数为5/p次、15/p次波,而没有出现分数次谐波,而发生局部退磁的电机则出现分数次谐波。
56.在分数次谐波中,3/p次、9/p次即0.6次、1.8次谐波均为零序分量,不会影响星形连接的绕组的线反电动势,而1/p次、7/p次即0.2次、1.4次谐波均为负序分量,会影响星形连接的绕组的线反电动势。
57.正是基于此,本实施例提出了一种永磁电机的控制方法、系统、电子设备及存储介
质,通过调节发生局部退磁故障的永磁电机的分数次谐波,来保障发生局部退磁故障的永磁电机的性能。
58.下面通过实施例的方式进一步说明本发明,但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
59.实施例1
60.本实施例提供了一种永磁电机的控制方法,如图1所示,该控制方法包括以下步骤:
61.步骤101、获取永磁电机的运行参数。
62.具体而言,本实施例中的运行参数包括空载反电动势或永磁磁链,为了更好地说明本实施例,下文均以永磁磁链对本实施例进行举例说明。
63.步骤102、若根据运行参数判断永磁电机发生局部退磁故障,则控制永磁电机的分数次谐波电流。
64.本实施例中,在局部退磁故障下永磁电机的气隙磁场除幅值减小,还可能出现畸变,表现为永磁磁链基波幅值降低以及出现分数次谐波。而对于常见的分数槽永磁同步电机来说,以三相电机为例,除双层绕组且极槽比为1.5的整数倍的电机外,局部退磁故障下磁链均会产生分数次谐波。因此,本实施例具体可以根据永磁电机的运行参数来检测永磁磁链基波幅值是否降低以及是否出现分数次谐波,以此来判断永磁电机是否发生局部退磁故障。
65.本实施例中,在检测到永磁磁链出现分数次谐波的情况下,则根据分数次谐波判断永磁电机是否发生局部退磁,在一种具体的场景下,在永磁磁链出现分数次谐波时,则可以确认永磁电机发生局部退磁,在其他的场景下,也可以结合分数次谐波以及其他的指标来判断永磁电机是否发生局部退磁。本实施例中,在判断永磁电机出现局部退磁的情况下,有针对性地控制永磁电机产生的分数次谐波电流,抑制永磁体局部退磁导致的永磁磁链畸变对电机控制带来的影响,提升电机容错运行时的性能,从而在局部退磁的故障下有效保障永磁电机的性能。
66.应当理解,在其他的实施例中,也可以基于永磁磁链及基波幅值来共同确认永磁电机是否发生局部退磁,具体而言,当检测到永磁电机的永磁磁链出现分数次谐波且永磁电机的基波幅值降低则确认永磁电机发生局部退磁,通过这种方式可以更明显地检测到永磁电机发生了局部退磁。
67.在一些具体的实施方式中,本实施例可以根据局部退磁程度来选择对应的控制模式,具体来说,如图2所示,步骤102根据运行参数判断永磁电机发生局部退磁故障的步骤包括:
68.步骤1021、根据运行参数获取永磁电机的退磁程度。
69.本实施例中,根据永磁电机的分数次谐波含量和/或分布来获取退磁程度,下面以频次作为分数次谐波含量的具体实例来进行说明:
70.具体而言,根据运行参数得到对应的频谱,如根据永磁磁链得到永磁磁链频谱,又如根据反电动势得到反电动势频谱。
71.根据以下坐标变换矩阵(即由abc坐标系向dq坐标系变换),计算同步旋转坐标系下电压方程中分数次谐波的频次
[0072][0073]
其中,ω为电机角频率,t表示时间。
[0074]
应当理解,在其他实例中也可以其他的物理量作为分数次谐波的含量和或分布,如分数次谐波占频谱的比例,来确定退磁程度。
[0075]
步骤1022、根据退磁程度选择对应的控制模式。
[0076]
在一些种优选的实施方式中,控制模式包括电流正弦模式及转矩平稳模式,其中,电流正弦模式用于提高永磁电机的电流的正弦化程度以减小谐波电流产生的功率损耗,转矩平稳模式用于减小转矩脉动以提高永磁电机的转矩的平稳性,步骤1022具体可以包括以下步骤:
[0077]
若退磁程度小于或等于退磁预设值,则将电流正弦模式作为对应的控制模式;
[0078]
若退磁程度大于退磁预设值,则将转矩平稳模式作为对应的控制模式。
[0079]
其中,可以根据转矩脉动及谐波损耗(即谐波电流产生的功率损耗)计算退磁预设值,而转矩脉动可以根据分数次谐波与基波的比例和/或分数次谐波的阶数来计算得到。
[0080]
应当理解,在其它的实施例中,也可以根据实际的工况需求来对永磁电机进行控制,即根据实际工况来选择采用电流正弦模式或转矩平稳模式。
[0081]
本实施例中,在退磁程度较轻的情况下(即电流为正弦激励时,电机的转矩脉动较小,在可接受的范围内),本实施例具体可以以退磁程度小于或等于退磁预设值来表征退磁程度较轻,由于此时转矩脉动相较于正常情况下变化较小,可以选择电流正弦模式,将正弦化电流作为控制目标,以减小电流谐波带来的损耗;而在退磁程度较严重的情况下,即退磁程大于退磁预设值,此时转矩脉动明显增大,可以选择转矩平稳模式,将转矩平稳作为控制目标,降低由于转矩波动带来的机械损伤,延长永磁电机寿命。
[0082]
步骤1023、根据控制模式控制永磁电机产生的分数次谐波电流。
[0083]
本实施例中,根据局部退磁的不同退磁程度来选择对应的控制模式,从而可以根据退磁的严重程度有针对性地进行控制,以更好地抑制永磁电极的分数次谐波电流。
[0084]
其中,如图3所示,步骤1023中具体可以包括以下步骤:
[0085]
步骤10231、根据控制模式获取对应的谐波电流给定量;
[0086]
步骤10232、根据谐波电流给定量及谐波控制量控制永磁电机的分数次谐波电流。
[0087]
其中,步骤10231可以根据不同的控制模式来选择谐波电流给定量,如:若控制模式为电流正弦模式,则谐波电流给定量为0a;若控制模式为转矩平稳模式,则根据磁链的谐波分布和基波电流的幅值获取谐波电流给定量,此处转矩平稳模式下谐波电流给定量的具体计算公式可以根据现有技术得出,其不作为本发明的重点。
[0088]
具体的,无论采用哪种模式,步骤10232都可以通过具有谐波调节功能电流调节器进行控制,如pir调节器进行控制,又如多参考坐标系pi调节器。
[0089]
应当理解,当电流调节器具体为pir调节器时,本实施例中,步骤10232可以进一步根据谐波电流给定量,通过pir调节器产生直流电流控制量及谐波控制量以控制所述永磁电机的分数次谐波电流。本实施例中,若采用电流正弦模式,则d轴及q轴谐波电流给定量均为0a,此时,电流给定量中只包含基波电流量,以达到控制相电流正弦的目的。若采用转矩平稳模式,q轴谐波电流给定由根据抑制转矩脉动的谐波电流计算模块得到,通过控制器注
入所给定的q轴谐波电流产生的磁场,使之与基波磁场产生转矩以抵消基波电流产生的磁场与退磁导致的分数次谐波磁场作用产生的转矩,实现转矩脉动的抑制。
[0090]
为了更好地理解本实施例,下面以一具体实例对本实施例进行说明以便于理解:
[0091]
图4示意性地示出了本实施例中控制结构示意图,如图4所示,模式一表示电流正弦模式,模式二表示转矩平稳模式,ωm为电机转速反馈值,ω
m*
为电机转速的给定值,id、iq分别为d轴电流反馈值及q轴电流反馈值,i
d*
、i
q*
分别为d轴电流给定值及q轴电流给定值,i
q_har*
为q轴谐波电流给定值,ia、ib、ic分别为abc三相电流,α、β为两相静止坐标系,θe为电机转子位置角。
[0092]
本实施例中,首先,增加了谐波电流给定环节,具体的谐波电流给定值对于两种模式有所不同,模式一中谐波电流给定值为0a,模式二中谐波电流给定值则根据抑制转矩脉动的谐波电流计算模块得到;其次,两种模式下电流环调节器采用pir调节器,以跟踪交流环节。
[0093]
下面具体以模式一,即电流正弦模式作为举例来对本实施例中的pir制环节进行说明,应当理解,模式二,即转矩平稳模式的pir控制环节可以参考电流正弦模式的对应的控制环节:
[0094]
本实施例示意性地以图5、图6及图7中发生局部退磁的永磁电机为例进行说明,在静止坐标系下该永磁电机的电压us可以根据以下电压方程计算得出:
[0095][0096]
其中,rs指永磁电机定子电阻,is指永磁电机定子电流,ls指永磁电机定子电感,e指永磁电机的反电动势。
[0097]
经过坐标变换,永磁磁链分数次谐波的同步旋转坐标系下的方程可以表示为:
[0098][0099]
其中ψ
d_emf
与ψ
q_emf
分别为永磁磁链在d轴及q轴上的分量,ψ
f0.2
及ψ
f1.4
分别表示0.2次永磁磁链及1.4永磁磁链在abc坐标系的分量,θ
0.2
及θ
1.4
分别表示0.2次永磁链及1.4次磁链的初始相位角。发生局部退磁的电机的永磁磁链具有基频分量和分数次谐波分量,0.2次永磁磁链在d轴的分量ψ
d_emf0.2
及在q轴的分量ψ
q_emf0.2
,和1.4次永磁磁链在d轴的分量ψ
d_emf1.4
及在q轴的分量ψ
q_emf1.4
可以表示为:
[0100][0101]

[0102][0103]
对于电压方程带来了分数次谐波电压v
dq_emf_har
可以表示为:
[0104][0105]
可以看出0.2次和1.4次永磁磁链在同步旋转坐标系下分别表现为1.2次和2.4次
谐波磁链,并产生1.2次和2.4次的谐波电压,影响电机的电流控制,基于上述公式可以推导出pir电流调节器的具体控制量。
[0106]
具体来说,基于所提出的电流控制策略,即上述模式一,通过谐波电流给定为0以及图8所示的pir电流调节器进行控制以抑制分数次谐波。pir调节器采用传统比例-积分(pi)调节器和谐振(r)调节器并联的方式,其中比例调节器用于产生直流控制量,保证电机电流响应速度,谐振调节器产生与电机基频具有特定周期性关系的控制量,抑制谐振频率处的谐波。
[0107]
如图8所示,所示调节器在传统pi调节器的基础上分别并联了1.2次和2.4次谐振调节器,即可控制由退磁故障产生的1.2次和2.4次谐波,其中,s1和s2分别表示控制两个谐振调节器的投切的开关,k
p
+ki/s为比例-积分调节器,其中k
p
为比例系数,ki为积分系数,s为微分算子;i
dq
和u
dq
分别表示dq轴的电流和电压。
[0108]
为谐振调节器,其中kr为增益系数,为相位调整角,用于改善谐振项稳定性。下角标1,2分别表示第一组和第二组谐振调节器的参数。
[0109]
图9示意性示出了健康电机、局部退磁电机及采用本实施例中控制方法对局部退磁电机进行控制后的电机的定子电流波形示意图。其中,(a)为健康电机的三相电流波形,(b)为发生局部退磁故障电机采用常规控制策略的三相电流波形,(c)为发生局部退磁故障电机的三相采用本实施例中的控制方式后的电流波形。可以看到,与健康电机相比,发生局部退磁故障的电机的定子电流正弦度较差,存在较多的电流谐波,但采用本实施例中的控制方法后,其正弦度有了明显的提高。
[0110]
图10为对本实施例中健康电机、局部退磁电机及采用本实施例中控制方法对局部退磁电机进行控制后的电机的定子电流的频谱的分析结果。可以看出,对比于健康电机的相电流,发生局部退磁的电机相电流中存在0.2次、1.4次等分数次谐波,正弦度较差,而采用本实施例所提出的控制方法的退磁电机相电流中存在0.2次、1.4次等分数次谐波得到有效抑制,电流正弦度明显提高。
[0111]
实施例2
[0112]
本实施例提供了一种永磁电机的控制系统,如图11所示,该控制系统包括运行参数获取模块201及控制模块202。
[0113]
运行参数获取模块201用于获取永磁电机的运行参数;
[0114]
控制模块202用于若根据运行参数判断永磁电机发生局部退磁故障,则控制永磁电机产生的分数次谐波电流。
[0115]
本实施例中,在局部退磁故障下永磁电机的气隙磁场除幅值减小还可能出现畸变,表现为永磁磁链基波幅值降低以及出现分数次谐波。而对于常见的分数槽永磁同步电机来说,以三相电机为例,除双层绕组且极槽比为1.5的整数倍的电机外,局部退磁故障下磁链均会产生分数次谐波。因此,本实施例具体可以根据永磁电机的运行参数来检测永磁磁链基波幅值是否降低以及是否出现分数次谐波,以此来判断永磁电机是否发生局部退磁故障。
[0116]
本实施例中,控制模块根据运行参数模块获得运行参数来检测到永磁磁链基波幅值是否降低以及是否出现分数次谐波,若均为是,则确认永磁电机发生局部退磁,并有针对
性地控制永磁电机产生的分数次谐波电流,抑制永磁体局部退磁导致的永磁磁链畸变对电机控制带来的影响,提升电机容错运行时的性能,从而在局部退磁的故障下有效保障永磁电机的性能。
[0117]
应当理解,本实施例中,各个模块的具体实现方式及对应的技术效果均可以参考实施例1中对应的部分,此处便不再赘述。
[0118]
实施例3
[0119]
本实施例提供一种电子设备,电子设备可以通过计算设备的形式表现(例如可以为服务器设备),包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其中处理器执行计算机程序时可以实现实施例1中的方法。
[0120]
图12示出了本实施例的硬件结构示意图,如图12所示,电子设备9具体包括:
[0121]
至少一个处理器91、至少一个存储器92以及用于连接不同系统组件(包括处理器91和存储器92)的总线93,其中:
[0122]
总线93包括数据总线、地址总线和控制总线。
[0123]
存储器92包括易失性存储器,例如随机存取存储器(ram)921和/或高速缓存存储器922,还可以进一步包括只读存储器(rom)923。
[0124]
存储器92还包括具有一组(至少一个)程序模块924的程序/实用工具925,这样的程序模块924包括但不限于:操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据,这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。
[0125]
处理器91通过运行存储在存储器92中的计算机程序,从而执行各种功能应用以及数据处理,例如本发明实施例1的方法。
[0126]
电子设备9进一步可以与一个或多个外部设备94(例如键盘、指向设备等)通信。这种通信可以通过输入/输出(i/o)接口95进行。并且,电子设备9还可以通过网络适配器96与一个或者多个网络(例如局域网(lan),广域网(wan)和/或公共网络,例如因特网)通信。网络适配器96通过总线93与电子设备9的其它模块通信。应当明白,尽管图中未示出,可以结合电子设备9使用其它硬件和/或软件模块,包括但不限于:微代码、设备驱动器、冗余处理器、外部磁盘驱动阵列、raid(磁盘阵列)系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
[0127]
应当注意,尽管在上文详细描述中提及了电子设备的若干单元/模块或子单元/模块,但是这种划分仅仅是示例性的并非强制性的。实际上,根据本技术的实施方式,上文描述的两个或更多单元/模块的特征和功能可以在一个单元/模块中具体化。反之,上文描述的一个单元/模块的特征和功能可以进一步划分为由多个单元/模块来具体化。
[0128]
实施例4
[0129]
本实施例提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述程序被处理器执行时实现实施例1的方法。
[0130]
其中,可读存储介质可以采用的更具体可以包括但不限于:便携式盘、硬盘、随机存取存储器、只读存储器、可擦拭可编程只读存储器、光存储器件、磁存储器件或上述的任意合适的组合。
[0131]
在可能的实施方式中,本发明还可以实现为一种程序产品的形式,其包括程序代码,当所述程序产品在终端设备上运行时,所述程序代码用于使所述终端设备执行实现实施例1的方法。
[0132]
其中,可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明的程序代码,所述程序代码可以完全地在用户设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户设备上部分在远程设备上执行或完全在远程设备上执行。
[0133]
虽然以上描述了本发明的具体实施方式,但是本领域的技术人员应当理解,这仅是举例说明,本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下,可以对这些实施方式做出多种变更或修改,但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

技术特征:
1.一种永磁电机的控制方法,其特征在于,所述控制方法包括以下步骤:获取永磁电机的运行参数;若根据所述运行参数判断所述永磁电机发生局部退磁故障,则控制所述永磁电机的分数次谐波电流。2.如权利要求1所述的永磁电机的控制方法,其特征在于,所述控制所述永磁电机的分数次谐波电流包括:根据所述运行参数获取永磁电机的退磁程度并根据所述退磁程度选择对应的控制模式,或根据所述永磁电机的实际工况选择对应的控制模式;根据所述控制模式控制所述永磁电机的分数次谐波电流。3.如权利要求2所述的永磁电机的控制方法,其特征在于,所述控制模式包括电流正弦模式及转矩平稳模式,所述电流正弦模式用于提高所述永磁电机的电流的正弦化程度进而降低运行损耗,所述转矩平稳模式用于减小转矩脉动。4.如权利要求3所述的永磁电机的控制方法,其特征在于,所述根据所述退磁程度选择对应的控制模式的步骤包括:若所述退磁程度小于或等于退磁预设值,则将所述电流正弦模式作为对应的控制模式;若所述退磁程度大于所述退磁预设值,则将所述转矩平稳模式作为对应的控制模式。5.如权利要求4所述的永磁电机的控制方法,其特征在于,所述根据所述退磁程度选择对应的控制模式的步骤前还包括:根据转矩脉动及谐波损耗计算退磁预设值。6.如权利要求5所述的永磁电机的控制方法,其特征在于,所述根据转矩脉动及谐波损耗计算退磁预设值的步骤前还包括:根据分数次谐波与基波的比例和/或所述分数次谐波的阶数计算转矩脉动。7.如权利要求3所述的永磁电机的控制方法,其特征在于,所述根据所述控制模式控制所述永磁电机的分数次谐波电流的步骤包括:根据所述控制模式获取对应的谐波电流给定量;根据所述谐波电流给定量及谐波控制量控制所述永磁电机的分数次谐波电流。8.如权利要求7所述的永磁电机的控制方法,其特征在于,所述根据所述谐波电流给定量及谐波控制量控制所述永磁电机的分数次谐波电流的步骤包括:根据所述谐波电流给定量,通过具有交流调节能力的电流调节器产生谐波控制量以控制所述永磁电机的分数次谐波电流。9.如权利要求8所述的永磁电机的控制方法,其特征在于,所述电流调节器包括pir调节器或多同步参考坐标系pi调节器。10.如权利要求9所述的永磁电机的控制方法,其特征在于,当所述电流调节器为pir调节器时,所述根据所述谐波电流给定量,通过电流调节器产生谐波控制量以控制所述永磁电机的分数次谐波电流的步骤包括:根据所述谐波电流给定量,通过所述pir调节器产生直流电流控制量及谐波控制量以控制所述永磁电机的基波电流和分数次谐波电流。11.如权利要求7所述的永磁电机的控制方法,其特征在于,所述根据所述控制模式获
取对应的谐波电流给定量的步骤包括:若所述控制模式为电流正弦模式,则谐波电流给定量为0a;若所述控制模式为所述转矩平稳模式,则根据磁链的谐波分布和基波电流的幅值获取所述谐波电流给定量。12.如权利要求1所述的永磁电机的控制方法,其特征在于,所述判断所述永磁电机发生局部退磁故障的步骤包括:若检测到所述永磁电机的永磁磁链出现分数次谐波,则根据所述分数次谐波判断所述永磁电机是否发生局部退磁。13.如权利要求12所述的永磁电机的控制方法,其特征在于,所述检测到所述永磁电机的永磁磁链出现分数次谐波的步骤包括:检测到所述永磁电机的永磁磁链出现分数次谐波且所述永磁电机的基波幅值降低。14.如权利要求1-13任意一项所述的永磁电机的控制方法,其特征在于,所述运行参数包括空载反电动势或永磁磁链。15.一种永磁电机的控制系统,其特征在于,所述控制系统包括运行参数获取模块及控制模块;所述运行参数获取模块用于获取永磁电机的运行参数;所述控制模块用于若根据所述运行参数判断所述永磁电机发生局部退磁故障,则控制所述永磁电机的分数次谐波电流。16.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至14任一项所述的永磁电机的控制方法。17.一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权利要求1至14任一项所述的永磁电机的控制方法。

技术总结
本发明公开了一种永磁电机的控制方法、系统、电子设备及存储介质,所述控制方法包括以下步骤:获取永磁电机的运行参数;若根据所述运行参数判断所述永磁电机发生局部退磁故障,则控制所述永磁电机的分数次谐波电流。本发明可以根据永磁电机的运行参数来判断永磁电机是否发生局部退磁故障,并在监测到永磁电机发生局部退磁的情况下有针对性地控制永磁电机产生的分数次谐波电流,抑制永磁体局部退磁导致的永磁磁链畸变对电机控制带来的影响,提升电机容错运行时的性能,从而在局部退磁的故障下有效保障永磁电机的性能。下有效保障永磁电机的性能。下有效保障永磁电机的性能。


技术研发人员:吴立建 吕泽楷 王文婷 詹皓岚 杜一东 朱志权 赵大文 缪骏
受保护的技术使用者:上海电气风电集团股份有限公司
技术研发日:2022.05.13
技术公布日:2022/11/1
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