[發明專利]一種電動車交流異步驅動電機的柔性控制系統和方法

有效

• 申請號: 201110432408.2
• 申請日: 2011-12-21
• 公開（公告）號: CN102403953A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發明（設計）人: 鄭剛;況明偉;任亞輝;張登
• 申請（專利權）人: 中國東方電氣集團有限公司
• 主分類號: H02P21/14
• 分類號: H02P21/14;H02P27/06
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 方強

1.一種電動車交流異步驅動電機的柔性控制系統，其特征在于包括：

轉速控制器ASR，用于控制電動車交流異步驅動電機的實時轉速的大小跟蹤上參考設定轉速；

電壓控制器AVR，用于控制電動車交流異步驅動電機的實時磁鏈的大小跟蹤上電機的額定磁鏈；

反向PI控制器，用于轉速控制器ASR或電壓控制器AVR中的最大限幅值或最小限幅值產生跳變時平滑輸出；

限幅閾值運算器，用于得出轉速控制器ASR或電壓控制器AVR的限幅閾值的最大值???????????????????????????????????????????????和限幅閾值的最小值，最大值和最小值實時改變；

轉速控制器ASR的輸出端和電壓控制器AVR控制器的輸出端均與反向PI控制器的輸入端連接，反向PI控制器的限幅閾值動態實時可調；所述反向PI控制器的輸入端接入限幅閾值運算器。

2.根據權利要求1所述的柔性控制系統，其特征在于：所述轉速控制器ASR和電壓控制器AVR均采用限幅閾值可隨電動車工況狀態量變化的控制器。

3.一種電動車交流異步驅動電機的柔性控制方法，其特征在于：

在電動車的轉速恒定、加速過載、高速弱磁三種工況切換過程中，轉速控制器ASR或電壓控制器AVR的控制量為c；

將控制量c與限幅閾值運算器得出的限幅閾值最大值和限幅閾值最小值進行比較；

比較得到，當控制量c不滿足并產生限幅偏差時，則通過反向PI控制器對具有限幅偏差的控制量c作用，產生負反饋并疊加到正向PI控制器的輸出上面；

經過反向PI控制器調整后，使得控制量c增大或減小到滿足時，反向PI控制器停止工作，則實現了將轉速恒定、加速過載、高速弱磁三種工況的切換都轉換為轉速控制器ASR或電壓控制器AVR的限幅閾值的改變。

4.根據權利要求3所述的柔性控制方法，其特征在于：所述控制量c與限幅閾值的運算器得出的限幅閾值最大值與限幅閾值最小值進行比較的具體過程如下：

當控制量滿足條件時，限幅偏差值為0，反向PI控制器不工作，整個限幅閾值可隨電動車工況狀態量變化的控制器相當于一個普通的PI控制器；

當控制量時，限幅偏差，限幅偏差經過反向PI控制器作用后作為負反饋疊加到正向PI控制器的輸出上面，使得限幅閾值可隨電動車工況狀態量變化的控制器最終輸出的控制量減小，減小到控制量滿足時，反向PI控制器停止工作；

當控制量時，限幅偏差，限幅偏差經過反向PI控制器作用后作為負反饋疊加到正向PI控制器的輸出上面，使得限幅閾值可隨電動車工況狀態量變化的控制器最終輸出的控制量增大，增大到控制量滿足時，反向PI控制器停止工作。

5.根據權利要求4所述的柔性控制方法，其特征在于：所述限幅閾值運算器給出轉速控制器ASR的當前可輸出轉矩的最大值與最小值分別作為該控制器限幅閾值的最大值與最小值。

6.根據權利要求5所述的柔性控制方法，其特征在于：當前可輸出轉矩最大值的計算公式為：

其中為電機轉速，為電池最大輸出功率，是最大電池輸出功率對應的轉矩值；為最大正向驅動功率，為最大正向驅動功率對應的轉矩值；為電機額定轉矩，λ為最大過載倍數，。

7.根據權利要求5所述的柔性控制方法，其特征在于：當前可輸出轉矩最小值的計算公式為：

其中為電動車最大反向驅動功率，是最大反向驅動功率對應的轉矩值，最大反向驅動轉矩。

8.根據權利要求4所述的柔性控制方法，其特征在于：所述限幅閾值運算器給出電壓控制器AVR的可輸出當前轉子磁鏈的最大值與最小值分別作為該控制器限幅閾值的最大值與最小值，同時，該運算器還計算出高速弱磁工況下的轉矩限制值。

9.根據權利要求8所述的柔性控制方法，其特征在于：當前最大轉子磁鏈的計算公式為：，其中，

?

?

為功率限制下的最大轉子磁鏈，為等效互感，為感應電機最大安全運行電流，為實際同步轉速，為定子自感，為總漏感，為母線實際電壓，?為電壓限制下的最大轉子磁鏈，為額定轉子磁鏈，表示可加在電機上的最大相電壓。

10.根據權利要求9所述的柔性控制方法，其特征在于：高速弱磁工況時，弱磁限制下的最大轉矩值的計算公式如下：

?

其中為電機極對數，為轉子自感，為弱磁限制下的最大轉矩值；

當前轉子磁鏈的最小值。