[發(fā)明專利]一種永磁同步電機的工作電流確定方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711273086.5
• 申請日: 2017-12-05
• 公開（公告）號: CN107959452B
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉平;覃思雨;李力爭;黃守道;羅德榮;馮垚徑
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南大學(xué);湖南沃森電氣科技有限公司
• 主分類號: H02P21/12
• 分類號: H02P21/12;H02P21/10;H02P25/026;H02P27/12
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 李青

本發(fā)明實施例提供一種永磁同步電機的工作電流確定方法及裝置，應(yīng)用于電動汽車中，屬于新能源汽車領(lǐng)域。所述永磁同步電機的工作電流確定方法在所述電動汽車的當前轉(zhuǎn)矩為第一轉(zhuǎn)矩時檢測并響應(yīng)用戶對所述電動汽車的操作，確定需要將所述當前轉(zhuǎn)矩調(diào)整到目標轉(zhuǎn)矩，基于目標轉(zhuǎn)矩曲線和最優(yōu)轉(zhuǎn)矩控制曲線，獲得與所述第二轉(zhuǎn)矩對應(yīng)的目標直軸電流和目標交軸電流，再基于所述目標直軸電流和所述目標交軸電流獲得用于控制所述電動汽車中電機的控制直軸電流和控制交軸電流，根據(jù)所述控制直軸電流和控制交軸電流控制所述電機，將所述當前轉(zhuǎn)矩調(diào)整為所述目標轉(zhuǎn)矩。所述方法通過迅速準確地確定控制電流，提高了電機的動態(tài)響應(yīng)速度，提升了電機的運行效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及新能源汽車領(lǐng)域，具體而言，涉及一種永磁同步電機的工作電流確定方法及裝置。

背景技術(shù)

國際能源署發(fā)布的《2017年全球電動汽車展望報告》中稱，在路面上行駛的電動汽車數(shù)量在2016年激增至200萬輛，而中國是目前為止全球最大的電動汽車市場，占到全球電動汽車銷量的四成多，同時也是美國所售電動汽車數(shù)量的兩倍多。動力系統(tǒng)是電動汽車的核心，而電動機則是電動汽車動力系統(tǒng)的主要驅(qū)動裝置。因此，電動機性能的好壞，將很大程度上決定了電動汽車性能的優(yōu)劣。永磁同步電機具有高功率密度、高效率和優(yōu)良的調(diào)速性能，因此成為了我國電動汽車的主流驅(qū)動電機。隨著科技的飛速發(fā)展，人們?nèi)諠u追求著更高的功率密度和響應(yīng)速度。

通常對永磁同步電機進行MTPA(Maximum Torque Per Ampere，MTPA)控制以追求單位電流輸出最大轉(zhuǎn)矩從而減小定子銅耗。但隨著輸出轉(zhuǎn)矩的增大，電機系統(tǒng)的功率因數(shù)將迅速下降。且該方法模型依賴于電機參數(shù)，而電動汽車運行過程中因惡劣熱環(huán)境與磁飽和效應(yīng)引起電機參數(shù)變化顯著，MTPA魯棒性較差。同時MTPA只能適用在基速范圍內(nèi)，在高速區(qū)則需要對電機進行弱磁控制不能實現(xiàn)單位電流輸出最大轉(zhuǎn)矩；另外在高速區(qū)內(nèi)要在考慮電機參數(shù)實時變化與磁飽和情況下對電壓限制橢圓、電機限制圓、電機轉(zhuǎn)矩雙曲線等構(gòu)成的4階方程進行在線精確求解也是相當困難的。這將導(dǎo)致永磁同步電機只采用MTPA控制無法滿足電動汽車驅(qū)動的要求。幾年來發(fā)展出的最小損耗控制等，卻存在轉(zhuǎn)矩響應(yīng)速度慢等問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明實施例的目的在于提供一種永磁同步電機的工作電流確定方法及裝置，以解決現(xiàn)有電機控制方法在調(diào)整轉(zhuǎn)矩時響應(yīng)速度慢和運行效率低的問題。

第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種永磁同步電機的工作電流確定方法，應(yīng)用于電動汽車中，所述方法在所述電動汽車處于工作狀態(tài)且所述電動汽車的當前轉(zhuǎn)矩為第一轉(zhuǎn)矩時，檢測獲得所述電動汽車的用戶對所述電動汽車的操作，響應(yīng)所述操作，確定需要將所述當前轉(zhuǎn)矩從所述第一轉(zhuǎn)矩調(diào)整到第二轉(zhuǎn)矩，基于目標轉(zhuǎn)矩曲線和最優(yōu)轉(zhuǎn)矩控制曲線，獲得與所述第二轉(zhuǎn)矩對應(yīng)的目標直軸電流和目標交軸電流，再基于所述目標直軸電流和所述目標交軸電流獲得用于控制所述電動汽車中電機的控制直軸電流和控制交軸電流，根據(jù)所述控制直軸電流和控制交軸電流控制所述電機，將所述第一轉(zhuǎn)矩調(diào)整為所述第二轉(zhuǎn)矩。

進一步地，基于目標轉(zhuǎn)矩曲線和最優(yōu)轉(zhuǎn)矩控制曲線，獲得與所述第二轉(zhuǎn)矩對應(yīng)的目標直軸電流和目標交軸電流，包括：根據(jù)轉(zhuǎn)矩方程獲取所述目標轉(zhuǎn)矩曲線，根據(jù)最大轉(zhuǎn)矩電流比方程獲取所述最優(yōu)轉(zhuǎn)矩控制曲線。基于所述目標轉(zhuǎn)矩曲線和所述最優(yōu)轉(zhuǎn)矩控制曲線，根據(jù)第一迭代方程i_dSP＝i_d0+Δi_d獲得目標直軸電流，根據(jù)第二迭代方程i_qSP＝i_q0+Δi_q獲得目標交軸電流。其中，i_dSP為所述目標直軸電流，i_qSP為所述目標交軸電流，i_d為當前直軸電流，i_q為當前交軸電流，i_d0為初始直軸電流，i_q0為初始交軸電流，Δi_d為直軸電流增量，Δi_q為交軸電流增量，P_Cu為銅耗。