[發(fā)明專利]電動車無刷直流電機混合模糊制動方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310023669.8
• 申請日: 2013-01-23
• 公開（公告）號: CN103023405A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王友仁;宋哲;魯世紅;王強
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號: H02P6/24
• 分類號: H02P6/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電動車領(lǐng)域，尤其是涉及電動車用無刷直流電機制動技術(shù)。

背景技術(shù)

電動車作為一種新型的交通工具，具有綠色、環(huán)保、節(jié)能、噪聲低、小巧靈活、價格適中等一系列優(yōu)點，已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。

電動車一般由無刷直流電機驅(qū)動。對電動車無刷直流電機進行制動的方式通常有機械制動和電氣制動，其中電氣制動又分為反接制動和能量回饋制動兩種方式。機械制動和電氣反接制動都沒有向電源回饋能量，則降低了能量使用的效率，不利于節(jié)能和環(huán)保。隨著節(jié)能減排和環(huán)保意識的增強，可以向電源回饋能量的能量回饋制動方式已開始用于電動車無刷直流電機的制動控制。

在傳統(tǒng)的能量回饋制動中，通常是限制回饋電流和泵升電壓，以此來保護無刷直流電機的驅(qū)動電路。本發(fā)明在能量回饋制動中采用了自整定模糊PID(Proportional?Integral?Differential)控制策略來自動調(diào)節(jié)回饋電流和泵升電壓的大小，該方法的電機制動效果好、制動時間短，在電機制動時保證回饋能量、驅(qū)動電路安全，且無需改變電機結(jié)構(gòu)和控制電路，僅用軟件提升制動控制效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種電動車無刷直流電機混合模糊制動方法。該方法在制動過程中，當(dāng)電機轉(zhuǎn)速較高時，采用機械制動和能量回饋制動相結(jié)合的混合制動方式，同時在能量回饋制動中采用了自整定模糊PID控制方法，通過調(diào)節(jié)功率管PWM(Pulse?Width?Modulation)的占空比，進而控制回饋電流和泵升電壓的大小，既保證了電機制動和能量回饋的效果，又保證了電機驅(qū)動電路安全。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種電動車無刷直流電機混合模糊制動方法，該方法包括如下步驟：

(1)在電動車剎車制動信號有效時，進行電動車無刷直流電機制動控制，通過霍爾信號檢測電機轉(zhuǎn)速；

(2)根據(jù)檢測的電機轉(zhuǎn)速N是否大于設(shè)定轉(zhuǎn)速Q(mào)確定制動方式，若N≤Q，進行步驟(3)，若N＞Q，進行步驟(4)；

(3)采用機械方式制動方式，能量回饋制動方式無效，轉(zhuǎn)步驟(1)，直至電機停止運行；

(4)采用機械制動與能量回饋制動相結(jié)合的混合制動方式?；旌现苿臃绞街心芰炕仞佒苿拥目刂品绞骄唧w為：為保證制動效果同時考慮電路安全保護，設(shè)定回饋電流和泵升電壓參考值，分別記為It和Vt；利用半橋升壓斬波原理對電機進行制動，采用自整定模糊PID控制算法，計算出的PWM占空比用于導(dǎo)通相應(yīng)的3個下橋臂功率管，從而自動調(diào)節(jié)驅(qū)動系統(tǒng)的回饋電流和泵升電壓，分別使其保持在It和Vt以下且盡量接近It和Vt值，以避免燒毀和擊穿逆變器的功率管，保證驅(qū)動電路安全工作。

(5)重復(fù)步驟(1)至(4)，直至電機停止運行。

附圖說明

圖1是電動車無刷直流電機驅(qū)動電路原理圖；

圖2是電動車無刷直流電機制動控制流程圖。

具體實施方式

為了加深本發(fā)明的解釋，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的詳述，該實施實例僅用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明保護范圍的限定。

本發(fā)明所述的一種電動車用無刷直流電機制動方法，具體實現(xiàn)步驟如下：

1.如圖1所示，VT1～VT6為驅(qū)動功率管，電機在一個周期內(nèi)有3個狀態(tài)，每120°換相一次，因此這里只需采用3步，定義能量回饋制動電機時驅(qū)動功率管的相序：第一步，打開VT4，關(guān)閉VT6、VT2；第二步，打開VT6，關(guān)閉VT4、VT2；第三步，打開VT2，關(guān)閉VT4、VT6；進而根據(jù)霍爾元件的位置信號，結(jié)合定義相序控制功率管的通斷。

2.檢測電動車制動信號是否有效，如果制動信號有效，則繼續(xù)下述步驟；否則，不進行制動控制。

3.根據(jù)霍爾信號檢測電機轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)方法為：檢測單位時間內(nèi)霍爾信號往同一方向轉(zhuǎn)動變化的次數(shù)計算電機轉(zhuǎn)速，記為N。

4.設(shè)定轉(zhuǎn)速Q(mào)，判斷電機轉(zhuǎn)速范圍，若N≤Q，執(zhí)行步驟5，直接對電機進行制動；如果N＞Q，則繼續(xù)步驟6。

5.采用機械方式制動方式，能量回饋制動方式無效，轉(zhuǎn)步驟2，直至電機停止運行。

6.根據(jù)此時的霍爾位置信號采用機械制動的同時采用能量回饋制動方式對電機進行混合制動。

6.在能量回饋制動中分別對回饋電流和泵升電壓采用自整定模糊PID控制策略，以回饋電流、泵升電壓的反饋值與相應(yīng)參考值的偏差e_i、e_v和偏差變化率e_ci、e_cv作為輸入。