[發(fā)明專(zhuān)利]一種電壓開(kāi)環(huán)的永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011232816.9
• 申請(qǐng)日: 2020-11-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112468043B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-06-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郝斌;葉曉;張彥霞
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 精進(jìn)電動(dòng)科技股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02P21/00
• 分類(lèi)號(hào): H02P21/00;H02P6/08;H02P25/026;H02P27/08
• 代理公司: 北京市隆安律師事務(wù)所 11323
• 代理人: 權(quán)鮮枝;朱營(yíng)琢

本發(fā)明公開(kāi)了一種電壓開(kāi)環(huán)的永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制方法，其中方法包括:接收轉(zhuǎn)矩指令，根據(jù)所述轉(zhuǎn)矩指令中的轉(zhuǎn)矩值以及預(yù)置的數(shù)據(jù)表，得到轉(zhuǎn)矩值對(duì)應(yīng)的電壓矢量角；根據(jù)電壓矢量角和基波相電壓幅值得到d軸和q軸方向的控制電壓；根據(jù)控制電壓轉(zhuǎn)子位置角，得到A、B、C各相的相電壓；根據(jù)各相電壓的正負(fù)極性判斷各橋臂的開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)狀態(tài)并確定開(kāi)關(guān)狀態(tài)持續(xù)時(shí)間；根據(jù)上述開(kāi)關(guān)狀態(tài)和持續(xù)時(shí)間，控制各橋臂中開(kāi)關(guān)管的開(kāi)啟和關(guān)閉，從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩控制。上述技術(shù)方案克服了現(xiàn)有電流閉環(huán)控制方法的缺點(diǎn)，可以輸出更高峰值轉(zhuǎn)矩，提升了弱磁區(qū)的轉(zhuǎn)矩輸出，在高轉(zhuǎn)速區(qū)不受電流閉環(huán)帶寬限制，并提升了電機(jī)的動(dòng)態(tài)性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電壓開(kāi)環(huán)的永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制方法。

背景技術(shù)

永磁同步電機(jī)由于其高功率密度、高可靠性和高效率等特點(diǎn)，在電動(dòng)汽車(chē)等要求較高的調(diào)速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。對(duì)永磁電機(jī)進(jìn)行最優(yōu)控制并提升高速段峰值性能有著重要意義，因而研究永磁電機(jī)的弱磁擴(kuò)速等問(wèn)題，無(wú)論是從控制角度還是本體結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)選取的角度，一直是國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究解決的熱點(diǎn)。

根據(jù)圖1示出的現(xiàn)有的電機(jī)電流閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)框圖，其中，控制輸出電壓由電流閉環(huán)PI(Proportional-Integral，比例積分)控制器確定，門(mén)控信號(hào)由PWM生成，受電壓利用率的限制，在進(jìn)入弱磁區(qū)間，電機(jī)峰值輸出能力與控制器輸出電壓有關(guān)，而更高的電壓利用率會(huì)使電流閉環(huán)控制進(jìn)入飽和區(qū)間，從而導(dǎo)致電流閉環(huán)控制失控，所以在系統(tǒng)穩(wěn)定性和最大輸出能力之間要取一個(gè)平衡。電流閉環(huán)閉環(huán)控制標(biāo)定調(diào)制比控制在0.907左右(定義輸出最大線(xiàn)電壓時(shí)的調(diào)制比為1，此時(shí)相電壓最大基波幅值為2/pi*Vdc)，高于0.907 則進(jìn)入過(guò)調(diào)制區(qū)間。

現(xiàn)有電流閉環(huán)可以近似看作一個(gè)一階慣性系統(tǒng)，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速升高，電頻率隨之升高。而一階控制系統(tǒng)受到最大帶寬的影響，動(dòng)態(tài)性能會(huì)隨著電流頻率上升而變差，尤其是當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速較高時(shí)，電流閉環(huán)PI調(diào)節(jié)在動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)時(shí)，也容易出現(xiàn)超調(diào)和震蕩等現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了一種電壓開(kāi)環(huán)的永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制方法，以克服上述問(wèn)題或者至少部分地解決上述問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種電壓開(kāi)環(huán)的永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制方法，所述控制方法包括如下的步驟:

接收轉(zhuǎn)矩指令，根據(jù)所述轉(zhuǎn)矩指令中的轉(zhuǎn)矩值以及預(yù)置的數(shù)據(jù)表或預(yù)置的公式，結(jié)合所述永磁同步電機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速和為所述永磁同步電機(jī)供電的電池的直流母線(xiàn)電壓，得到對(duì)應(yīng)的所述永磁同步電機(jī)的電壓矢量角α；其中，所述數(shù)據(jù)表為記載電壓矢量角和轉(zhuǎn)矩值對(duì)應(yīng)關(guān)系的數(shù)據(jù)表，所述公式能夠表征電壓矢量角和轉(zhuǎn)矩值之間關(guān)系，所述電壓矢量角α為所述永磁同步電機(jī)中電壓矢量與所述永磁同步電機(jī)的d軸之間的夾角；

根據(jù)所述電壓矢量角α和基波相電壓幅值得到所述永磁同步電機(jī)d軸和q軸方向的控制電壓V_d和V_q；

根據(jù)所述控制電壓V_d、V_q和所述永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置角θ，利用坐標(biāo)變換得到A、B、C各相的相電壓V_a、V_b和V_c；

根據(jù)所述相電壓V_a、V_b和V_c的正負(fù)，確定電機(jī)控制電路各橋臂中的開(kāi)關(guān)管的狀態(tài)，若V_a大于0，則A相上橋臂為全開(kāi)，下橋臂為全關(guān)，若V_a小于0，則A相上橋臂為全關(guān)，下橋臂為全開(kāi)；對(duì)B、C兩相以相同方式確定；