[發(fā)明專利]一種永磁同步電機(jī)扭矩輸出控制系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310742615.7
• 申請(qǐng)日: 2013-12-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103762924A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭春陽(yáng);李建軍;陳林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳市航盛電子股份有限公司
• 主分類號(hào): H02P21/14
• 分類號(hào): H02P21/14
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 44248
• 代理人: 韓云涵

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種永磁同步電機(jī)扭矩輸出控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

近年來(lái)，永磁同步電機(jī)因扭矩響應(yīng)快、功率密度高等優(yōu)點(diǎn)，在純電動(dòng)車和混合動(dòng)力汽車上得到了廣泛應(yīng)用，電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制成為研究的熱點(diǎn)。在新能源汽車上多采用扭矩控制方式進(jìn)行電機(jī)驅(qū)動(dòng)，電機(jī)控制器響應(yīng)整車控制器的扭矩命令，驅(qū)動(dòng)電機(jī)，進(jìn)行車輛的正常控制。因此，對(duì)電機(jī)控制扭矩的精度提出了較高的要求。但在實(shí)際控制中，由于電機(jī)電感復(fù)雜的飽和特性，很難準(zhǔn)確地標(biāo)定和辨識(shí)，這樣會(huì)造成扭矩控制上的偏差，從而影響整車控制性能。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有永磁同步電機(jī)扭矩控制系統(tǒng)因難以對(duì)電機(jī)電感準(zhǔn)確地標(biāo)定和辨識(shí)而造成對(duì)電機(jī)輸出扭矩的控制會(huì)產(chǎn)生較大偏差的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出一種永磁同步電機(jī)扭矩輸出控制系統(tǒng)。

本發(fā)明的永磁同步電機(jī)扭矩輸出控制系統(tǒng)，包括依次電連接的調(diào)制模塊、逆變器和永磁同步電機(jī)，其特征在于還包括：

3/2變換模塊：用于對(duì)電機(jī)的三相輸出電流進(jìn)行3/2變換，輸出磁通電流反饋值和扭矩電流反饋值；

扭矩計(jì)算模塊：用于根據(jù)磁通電流反饋值和扭矩電流反饋值計(jì)算出電機(jī)扭矩實(shí)際輸出值；

需求電流計(jì)算模塊：用于根據(jù)輸入的電機(jī)扭矩輸出需求值計(jì)算出該需求值對(duì)應(yīng)的磁通電流需求值和扭矩電流需求值；

扭矩比較器：用于計(jì)算電機(jī)扭矩輸出需求值與電機(jī)扭矩輸出實(shí)際值的差值；

扭矩電流補(bǔ)償積分調(diào)節(jié)模塊：用于對(duì)電機(jī)扭矩輸出需求值與電機(jī)扭矩輸出實(shí)際值的差值進(jìn)行積分調(diào)節(jié)，計(jì)算出扭矩電流補(bǔ)償值；

扭矩電流加法器：用于計(jì)算扭矩電流需求值與扭矩電流補(bǔ)償值的和值，即為扭矩電流參考值；

磁通電流計(jì)算模塊：用于根據(jù)磁通電流需求值、扭矩電流需求值和扭矩電流參考值計(jì)算出磁通電流參考值；

扭矩電流比較器：用于計(jì)算扭矩電流參考值與扭矩電流反饋值的差值；

磁通電流比較器：用于計(jì)算磁通電流參考值與磁通電流反饋值的差值；和

電流PI調(diào)節(jié)模塊：用于根據(jù)扭矩電流參考值與扭矩電流反饋值的差值以及磁通電流參考值與磁通電流反饋值的差值分別計(jì)算出電機(jī)同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)下d軸電壓和q軸電壓，并將兩電壓值送入調(diào)制模塊。

進(jìn)一步的，需求電流計(jì)算模塊包括：

電極電感計(jì)算單元：用于根據(jù)電機(jī)直軸和交軸電感的飽和特性計(jì)算不同電機(jī)電流下對(duì)應(yīng)的電機(jī)電感；和

電流需求值計(jì)算單元：以最大扭矩電流比為控制目標(biāo)，計(jì)算電機(jī)扭矩輸出需求值對(duì)應(yīng)的磁通電流需求值和扭矩電流需求值。

進(jìn)一步的，磁通電流計(jì)算模塊用于按如下公式計(jì)算：

is_ref1=sqrt(?id_ref1^2+iq_ref1^2)，

id_ref2=sqrt(is_ref1^2-iq_ref2^2)；

其中，

is_ref1為磁通電流需求值和扭矩電流需求值確定的定子電流需求值，

id_ref1為磁通電流需求值，

iq_ref1為扭矩電流需求值，

id_ref2為磁通電流參考值，

iq_ref2為扭矩電流參考值。

進(jìn)一步的，扭矩計(jì)算模塊用于按如下公式計(jì)算：

T_fdb=1.5*np*iq_fdb*(φ-(Ld-Lq)*id_fdb)

其中，

T_fdb為電機(jī)扭矩實(shí)際輸出值；

id_fdb?為磁通電流反饋值；

iq_fdb為扭矩電流反饋值；?

Ld為id_fdb下的直軸電感；

Lq為iq_fdb下的交軸電感；

np為電機(jī)極對(duì)數(shù)；

φ為電機(jī)永磁鏈。

進(jìn)一步的，扭矩補(bǔ)償積分調(diào)節(jié)模塊包括相連接的積分電路和限幅電路。

進(jìn)一步的，調(diào)制模塊為SVPWM（Space?Vector?Pulse?Width?Modulation，空間矢量脈寬調(diào)制）調(diào)制模塊。

本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明在控制扭矩輸出的基礎(chǔ)上，以實(shí)際輸出扭矩為目標(biāo)，計(jì)算出扭矩偏差，用扭矩偏差去修正磁通電流和扭矩電流的匹配關(guān)系，使得電機(jī)扭矩輸出跟蹤目標(biāo)扭矩。本發(fā)明在得到電機(jī)電感參數(shù)進(jìn)行最大扭矩電流比控制中，使用計(jì)算的反饋扭矩和目標(biāo)需求扭矩的偏差進(jìn)行積分調(diào)節(jié)，進(jìn)行扭矩電流的補(bǔ)償，從而動(dòng)態(tài)跟蹤目標(biāo)需求扭矩，既避免了工程離線標(biāo)定扭矩的復(fù)雜過(guò)程，又解決了電感參數(shù)標(biāo)定不準(zhǔn)帶來(lái)的扭矩精度問(wèn)題，并且工程上實(shí)現(xiàn)方便實(shí)用。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的永磁同步電機(jī)扭矩輸出控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意框圖；