[發明專利]一種電機控制器載頻動態優化方法及電機控制器

有效

• 申請號: 201910807336.1
• 申請日: 2019-08-29
• 公開（公告）號: CN110429893B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 段楊;鄭翔;岳昌陽;劉翹羽;王亞
• 申請（專利權）人: 上海電機學院
• 主分類號: H02P23/28
• 分類號: H02P23/28
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 宣慧蘭

本發明涉及一種電機控制器載頻動態優化方法，該方法包括以下步驟：步驟S1：建立目標函數與電機轉速、轉矩和電機控制器載頻有關，約束條件與電機控制器載頻和采樣頻率有關的電機控制器載頻動態優化模型；步驟S2：利用模糊邏輯方法求解電機控制器載頻動態優化模型得到電機控制器動態優化載頻。與現有技術相比，可以在保證諧波失真率的情況下動態改變載波頻率減小電機控制器的損耗。

技術領域

本發明涉及電力電子與電力傳動領域，尤其是涉及一種電機控制器載頻動態優化方法及電機控制器。

背景技術

日本以及歐美的發達國家由于發展電動汽車起步時間早，他們在電機控制器的研究和發展上花了更多的精力和時間。很多汽車電子產品產商，如德國大陸集團、博世集團等公司也開始了電機控制器研發。部分汽車零部件或者汽車開發商蔚來、德國FEV發動技術有限公司、里卡多等，在電動汽車領域內的地位也不可忽視。由于歐美等發達國家發展電動汽車起步時間早，致使他們有著十分豐富的電動汽車開發經驗，并且他們的控制策略具有很高的系統性，在控制器的效率控制上也十分超群。并且他們的汽車制造商和一些汽車零件生產商，甚至是一些電子器件提供商一同推出了汽車開放系統結構，為之后的開發環境和電子控制單元的使用提供了更加簡捷的方式，讓控制器的研發更趨于標注化。

近年來就發達國家而言，日本的電動汽車的制造和研究均采用永磁同步電機控制器，而中國的大部分電動汽車開發商也是采用永磁同步電機控制器并且采用配套的控制器，其電機控制器控制的功率可以達到130千瓦左右，具有很大的恒功率運范圍，轉速也能達到額定值的4.7倍。而相對于日本而言，歐美的控制技術和控制策略也十分成熟，但是他們大部分采用異步電機控制器作為直接動力來源，比較出名的就是美國的特斯拉公司，他們的電動車均采用異步電機控制器，并且其控制器性能也十分出色。

電機控制器中包含逆變器，逆變器中包含IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)，IGBT的功率損耗與載波頻率有關，且隨載波頻率的提高、功率損耗增大，這樣一則使效率下降，二則是功率模塊發熱增加，對運行是不利的，當然逆變器的工作電壓越高，功率損耗亦加大。載波頻率越大，逆變器的損耗越大，輸出功率越小。如果環境溫度高，逆變橋上下兩個逆變管在交替導通過程中的死區將變小，嚴重時可導致橋臂短路而損壞逆變器。載波頻率還會影響輸出總諧波畸變量，影響電機噪聲。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種電機控制器載頻動態優化方法及電機控制器。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種電機控制器載頻動態優化方法，該方法包括以下步驟：

步驟S1：建立目標函數與電機轉速、轉矩和電機控制器載頻有關，約束條件與電機控制器載頻和采樣頻率有關的電機控制器載頻動態優化模型；

步驟S2：利用模糊邏輯方法求解電機控制器載頻動態優化模型得到電機控制器動態優化載頻。

求解所述的步驟S1目標函數包括以下步驟：

步驟S11：根據電機參數和逆變器損耗得到系統轉換效率；

步驟S12：根據扭矩公式和系統轉換效率得到與電機轉速、轉矩和電機控制器載頻有關的目標函數。

所述的系統轉換效率為：

η＝P_電機輸出/(P_電機輸出+P_電機損耗+P_IGBT)

其中，η是系統轉換效率，P_IGBT為逆變器損耗，P_電機損耗為包括鐵耗和銅耗的電機控制器損耗。

所述的P_IGBT為：

P_IGBT＝kf_C