[發明專利]電動汽車IPM電驅系統母線電流安全信號的獲取方法

有效

• 申請號: 201710791603.1
• 申請日: 2017-09-05
• 公開（公告）號: CN109698656B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 宋然浩;王雙全;黃洪劍
• 申請（專利權）人: 上海大郡動力控制技術有限公司
• 主分類號: H02P21/14
• 分類號: H02P21/14;B60L15/02
• 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

本發明公開了一種電動汽車IPM電驅系統母線電流安全信號的獲取方法，本方法通過電流傳感器得到采樣母線電流，使用相電流重構母線電流的方法得到重構母線電流，采用功率法估算母線電流得到估算母線電流，分別對采樣母線電流、重構母線電流以及估算母線電流的組合進行一階差分運算，設定母線電流閾值R₁和R₂，將各運算結果與母線電流閾值R₁和R₂比較，根據比較結果判斷母線電流信號安全、異常或報警，同時對采樣母線電流、重構母線電流以及估算母線電流分配權重系數，計算母線電流值并輸出。本方法克服傳統單一母線電流采樣的缺陷，通過多種方式獲取母線電流并進行對比校驗，獲取更準確更安全的母線電流，提高電機控制的安全性和可靠性。

技術領域

本發明涉及一種電動汽車IPM電驅系統母線電流安全信號的獲取方法。

背景技術

現代交流電機驅動系統中，母線電流的監控是保障電機安全運行的重要部分，其安全性、可靠性、靈敏性和快速性對保證整個驅動系統的安全具有決定性意義，母線電流獲取不準確有可能造成轉矩失控或內部模塊損壞等問題。同時高速運轉的電機對安全性能的要求越來越高，而單一的母線電流采樣很難達到目前的功能安全要求。

在高性能的電機驅動系統中，通常采用電機矢量控制(FOC)，其脈寬調制的普遍方式是空間矢量脈寬調制(SVPWM)。而逆變電路一般采用上下橋互補輸出脈寬調制的信號來調節逆變電路的功率開關元件通斷，使處于同一橋臂的上下兩個功率開關元件的狀態互補，當上橋臂功率元件打開時，下橋臂功率元件關閉；當下橋臂功率元件打開時，上橋臂功率元件關閉，從而控制逆變器的輸出頻率和輸出電壓。

在空間矢量脈寬調制方式驅動電動機時，可以使用單電阻采樣法的相電流重構對電機三相電流進行監控，在PWM周期內的某一瞬時時間，根據相鄰的兩個非零空間電壓矢量和零矢量之間的作用，以及采樣的母線電流值，獲得三相電流值，進而基于相電流重構母線電流；也有采用功率法估算母線電流。但無論是使用電流傳感器檢測母線電流還是根據控制器輸出功率進行母線電流估算，或者基于相電流重構母線電流，由于不同的特性都存在一些不安全、不穩定的因素，例如模擬信號的處理問題，或是因為電機處于低速區和過渡區時電流采樣的不準確，或是控制器損耗的估算等問題，導致對母線電流的檢測結果存在著一定的誤差，影響電機的精確控制。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種電動汽車IPM電驅系統母線電流安全信號的獲取方法，本方法克服傳統單一母線電流采樣的缺陷，通過多種方式獲取母線電流并進行對比校驗，獲取更準確更安全的母線電流，提高電機控制的安全性和可靠性。

為解決上述技術問題，本發明電動汽車IPM電驅系統母線電流安全信號的獲取方法包括如下步驟：

步驟一、采用電流傳感器采集母線電流，得到采樣母線電流；

步驟二、使用相電流重構母線電流的方法，根據參考電壓矢量在各扇區的矢量合成、三相全橋逆變器的工作狀態和電機三相電流值重構母線電流值，得到重構母線電流，若三相全橋逆變器PWM開關狀態無法滿足電機三相電流的采樣要求，則不啟用該母線電流重構；

步驟三、采用功率法估算母線電流，得到估算母線電流，通過控制器在進入SVPWM調制之前的電機αβ軸參考電壓信號與反饋電流信號估算母線電流；采集電機三相電壓，根據電機三相電壓估算母線電流；對兩種估算結果進行差分運算，如運算結果小于母線電流閾值R₁則估算結果成立，取兩種估算結果平均值作為估算母線電流；

步驟四、判斷重構母線電流是否成立，如否執行步驟五，如是執行步驟七；