[發明專利]用于提升電動汽車IPM電機控制器最大輸出功率的方法

在審

• 申請號: 201710585681.6
• 申請日: 2017-07-18
• 公開（公告）號: CN109274306A
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發明（設計）人: 吳平仿;陳雙;王雙全
• 申請（專利權）人: 上海大郡動力控制技術有限公司
• 主分類號: H02P21/22
• 分類號: H02P21/22;H02P21/06;H02P25/026;H02P27/08
• 代理公司: 上海天協和誠知識產權代理事務所 31216
• 代理人: 沈國良

1.一種用于提升電動汽車IPM電機控制器最大輸出功率的方法，電機控制器以依次連接的電流指令獲取模塊、比例積分控制器、電壓矢量限制算法模塊、坐標逆轉換模塊、矢量控制過調制模塊和三相逆變器驅動電機，三相逆變器輸出信號經坐標轉換模塊反饋至比例積分控制器，電機位置和速度信號經位置速度測量模塊分別反饋至電流指令獲取模塊、坐標逆轉換模塊和坐標轉換，其中電流指令獲取模塊輸入電機全速域工況的給定扭矩；其特征在于本方法包括如下步驟：

步驟一、電流指令獲取模塊分別按電機恒轉矩區域采用最大轉矩電流比控制算法給出電機d、q軸電流指令值，電機恒功率區域采用普通弱磁控制算法給出電機d、q軸電流指令值，電機深度弱磁區域采用最大轉矩電壓比控制算法給出電機d、q軸電流指令值；

步驟二、優化電壓矢量限制算法模塊的電壓矢量限制算法，判斷電機全速域的工作區域以及電機所工作的發電或電動工況，分別給出電機d、q軸的電壓限幅；

步驟三、矢量控制過調制模塊按區域進行電壓調制并定義脈寬調制比MI為：

其中：為基波相電壓幅值，U_DC為三相逆變器的母線電壓；

步驟四、建立電機動態模型，優化電機d、q軸的電流輸出質量，依據電機的經典控制理論，磁路飽和及交叉耦合效應時的電機d、q軸電壓方程為：

其中，是d、q軸磁鏈，且隨電機d、q軸電流i_d、i_q非線性變化，R_s為定子電阻，ω_e為同步轉速，將式(1)和式(2)展開得到：

其中，表示d軸動態電感，記為DL_d，表示q軸動態電感，記為DL_q，表示d軸交叉耦合電感，記為DL_dq，表示q軸交叉耦合電感，記為DL_qd；

則電機動態模型為：

電機動態模型融入電機動態電感和交叉耦合電感，提高電機矢量控制的準確性。

2.根據權利要求1所述的用于提升電動汽車IPM電機控制器最大輸出功率的方法，其特征在于：所述電流指令獲取模塊在電機恒功率區域的d、q軸電流指令值給定如下:

其中，U_lim＝0.636U_DC，U_DC為三相逆變器母線電壓，I_smax為電機電流極限圓半徑，L_d、L_q為電機d、q軸電感，且L_q>L_d，ψ_m為電機轉子永磁鏈，ω_e為同步轉速；

所述電流指令獲取模塊在電機深度弱磁區域的d、q軸電流指令值給定如下:

其中，