轨道交通牵引系统及其的永磁同步电机的控制方法和装置制造方法及图纸

技术编号:15623621 阅读:229 留言:0更新日期:2017-06-14 05:38
本发明专利技术公开了一种轨道交通牵引系统及其的永磁同步电机的控制方法和装置,所述方法包括以下步骤:获取电机的转速,并对电机的转速进行判断;当转速小于第一预设转速时,采用异步SVPWM调制方式和同步SVPWM调制方式对电机进行控制,以使电机进行恒转矩运行;当转速大于等于第一预设转速且小于第二预设转速时,获取电机的调制度,并根据转速和调制度采用SHEPWM调制方式对电机进行控制,以使电机适应不同转速和不同转矩下的脉冲调制;当转速大于等于第二预设转速时,采用方波控制方式对电机进行控制,以使电机进行恒功率运行。从而实现永磁同步电机的多模式混合控制。

【技术实现步骤摘要】
轨道交通牵引系统及其的永磁同步电机的控制方法和装置
本专利技术涉及电机
,特别涉及一种轨道交通牵引系统及其的永磁同步电机的控制方法和装置。
技术介绍
传统轨道交通领域多采用异步电机作为驱动电机。因永磁同步电机具有体积小、重量轻、效率高、功率密度高、启动转矩大以及更好的动态性能等特点,永磁同步电机在轨道交通牵引系统中越来越受到关注。通常,永磁同步电机的控制广泛采用SPWM(SinusoidalPulseWidthModulation,正弦脉冲宽度调制)或SVPWM(SpaceVectorPulseWidthModulation,空间矢量脉冲宽度调制)调制技术,但在轨道交通牵引系统中,供电系统的电压一般比较高,相应的需要选择高压功率模块,由于受限于高压功率模块的开关频率的限制,SPWM或SVPWM调制技术将不再适用于轨道交通用永磁同步电机。因此,需要对永磁同步电机的控制进行改进。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本专利技术的一个目的在于提出一种用于轨道交通牵引系统的永磁同步电机的控制方法,能够实现永磁同步电机的多模式混合控制。本专利技术的另一个目的在于提出一种用于轨道交通牵引系统的永磁同步电机的控制装置。本专利技术的又一个目的在于提出一种轨道交通牵引系统。为达到上述目的,本专利技术一方面实施例提出了一种用于轨道交通牵引系统的永磁同步电机的控制方法,包括以下步骤:获取电机的转速,并对所述电机的转速进行判断;当所述转速小于第一预设转速时,采用异步SVPWM调制方式和同步SVPWM调制方式对所述电机进行控制,以使所述电机进行恒转矩运行;当所述转速大于等于所述第一预设转速且小于第二预设转速时,获取所述电机的调制度,并根据所述转速和所述调制度采用SHEPWM(SelectiveHarmonicEliminationPulseWidthModulation,特殊谐波消除脉冲宽度调制)调制方式对所述电机进行控制,以使所述电机适应不同转速和不同转矩下的脉冲调制;当所述转速大于等于所述第二预设转速时,采用方波控制方式对所述电机进行控制,以使所述电机进行恒功率运行。根据本专利技术实施例的用于轨道交通牵引系统的永磁同步电机的控制方法,当转速小于第一预设转速时,采用异步SVPWM调制方式和同步SVPWM调制方式对电机进行控制,以使电机进行恒转矩运行;当转速大于等于第一预设转速且小于第二预设转速时,获取电机的调制度,并根据转速和调制度采用SHEPWM调制方式对电机进行控制,以使电机适应不同转速和不同转矩下的脉冲调制;当转速大于等于第二预设转速时,采用方波控制方式对电机进行控制,以使电机进行恒功率运行,从而实现永磁同步电机的多模式混合控制。根据本专利技术的一个实施例,所述第一预设转速为受轨道交通牵引系统中高压功率模块的开关频率限制的转速。根据本专利技术的一个实施例,所述根据所述转速和所述调制度采用SHEPWM调制方式对所述电机进行控制,包括:根据所述转速从预设的多个分频段中获取相应的分频段,其中,所述多个分频段中的每个分频段均对应预设有一个调制度-开关角表,且每个分频段对应一个调制度区间;从获取的分频段所对应的调制度区间开始,依次采用所述多个分频段中的其余分频段所对应的调制度区间进行补充,并根据每个调制度区间获取相应的开关角,以及根据获取的开关角对所述电机进行控制以使所述电机满调制度运行。根据本专利技术的一个实施例,所述预设的多个分频段可包括11分频段、7分频段、5分频段和3分频段,其中,所述11分频段对应的调制度区间为0~0.72,所述7分频段对应的调制度区间为0~0.74,所述5分频段对应的调制度区间为0~0.85,所述3分频段对应的调制度区间为0~1。根据本专利技术的一个实施例,当所述转速大于等于所述第一预设转速且小于第三预设转速时,获取的分频段为所述11分频段,其中,如果所述电机的调制度处于0~0.72范围内,则根据所述电机的调制度从所述11分频段对应的调制度-开关角表中获取相应的开关角;如果所述电机的调制度处于0.72~0.74范围内,则根据所述电机的调制度从所述7分频段对应的调制度-开关角表中获取相应的开关角;如果所述电机的调制度处于0.74~0.85范围内,则根据所述电机的调制度从所述5分频段对应的调制度-开关角表中获取相应的开关角;如果所述电机的调制度处于0.85~1范围内,则根据所述电机的调制度从所述3分频段对应的调制度-开关角表中获取相应的开关角,其中,所述第三预设转速小于所述第二预设转速。根据本专利技术的一个实施例,当所述转速大于等于所述第三预设转速且小于第四预设转速时,获取的分频段为所述7分频段,其中,如果所述电机的调制度处于0~0.74范围内,则根据所述电机的调制度从所述7分频段对应的调制度-开关角表中获取相应的开关角;如果所述电机的调制度处于0.74~0.85范围内,则根据所述电机的调制度从所述5分频段对应的调制度-开关角表中获取相应的开关角;如果所述电机的调制度处于0.85~1范围内,则根据所述电机的调制度从所述3分频段对应的调制度-开关角表中获取相应的开关角,其中,所述第四预设转速小于所述第二预设转速。根据本专利技术的一个实施例,当所述转速大于等于所述第四预设转速且小于第五预设转速时,获取的分频段为所述5分频段,其中,如果所述电机的调制度处于0~0.85范围内,则根据所述电机的调制度从所述5分频段对应的调制度-开关角表中获取相应的开关角;如果所述电机的调制度处于0.85~1范围内,则根据所述电机的调制度从所述3分频段对应的调制度-开关角表中获取相应的开关角,其中,所述第五预设转速小于所述第二预设转速。根据本专利技术的一个实施例,当所述转速大于等于所述第五预设转速且小于所述第二预设转速时,获取的分频段为所述3分频段,其中,根据所述电机的调制度从所述3分频段对应的调制度-开关角表中获取相应的开关角。为实现上述目的,本专利技术另一方面实施例提出的一种用于轨道交通牵引系统的永磁同步电机的控制装置,包括:转速获取模块,用于获取电机的转速;判断模块,用于对所述电机的转速进行判断;控制模块,所述控制模块分别与所述转速获取模块和所述判断模块相连,所述控制模块用于当所述判断模块判断所述转速小于第一预设转速时,采用异步SVPWM调制方式和同步SVPWM调制方式对所述电机进行控制,以使所述电机进行恒转矩运行,并当所述判断模块判断所述转速大于等于所述第一预设转速且小于第二预设转速时,获取所述电机的调制度,并根据所述转速和所述调制度采用SHEPWM调制方式对所述电机进行控制,以使所述电机适应不同转速和不同转矩下的脉冲调制,以及当所述判断模块判断所述转速大于等于所述第二预设转速时,采用方波控制方式对所述电机进行控制,以使所述电机进行恒功率运行。根据本专利技术实施例的用于轨道交通牵引系统的永磁同步电机的控制装置,当判断模块判断转速小于第一预设转速时,控制模块采用异步SVPWM调制方式和同步SVPWM调制方式对电机进行控制,以使电机进行恒转矩运行;当判断模块判断转速大于等于第一预设转速且小于第二预设转速时,控制模块获取电机的调制度,并根据转速和调制度采用SHEPWM调制方式对电机进行控制,以使电机适应不同转速和不同转矩下的脉冲调制;本文档来自技高网...
轨道交通牵引系统及其的永磁同步电机的控制方法和装置

【技术保护点】
一种用于轨道交通牵引系统的永磁同步电机的控制方法,其特征在于,包括以下步骤:获取电机的转速,并对所述电机的转速进行判断;当所述转速小于第一预设转速时,采用异步SVPWM调制方式和同步SVPWM调制方式对所述电机进行控制,以使所述电机进行恒转矩运行;当所述转速大于等于所述第一预设转速且小于第二预设转速时,获取所述电机的调制度,并根据所述转速和所述调制度采用SHEPWM调制方式对所述电机进行控制,以使所述电机适应不同转速和不同转矩下的脉冲调制;当所述转速大于等于所述第二预设转速时,采用方波控制方式对所述电机进行控制,以使所述电机进行恒功率运行。

【技术特征摘要】
1.一种用于轨道交通牵引系统的永磁同步电机的控制方法,其特征在于,包括以下步骤:获取电机的转速,并对所述电机的转速进行判断;当所述转速小于第一预设转速时,采用异步SVPWM调制方式和同步SVPWM调制方式对所述电机进行控制,以使所述电机进行恒转矩运行;当所述转速大于等于所述第一预设转速且小于第二预设转速时,获取所述电机的调制度,并根据所述转速和所述调制度采用SHEPWM调制方式对所述电机进行控制,以使所述电机适应不同转速和不同转矩下的脉冲调制;当所述转速大于等于所述第二预设转速时,采用方波控制方式对所述电机进行控制,以使所述电机进行恒功率运行。2.如权利要求1所述的控制方法,其特征在于,所述第一预设转速为受轨道交通牵引系统中高压功率模块的开关频率限制的转速。3.如权利要求1或2所述的控制方法,其特征在于,所述根据所述转速和所述调制度采用SHEPWM调制方式对所述电机进行控制,包括:根据所述转速从预设的多个分频段中获取相应的分频段,其中,所述多个分频段中的每个分频段均对应预设有一个调制度-开关角表,且每个分频段对应一个调制度区间;从获取的分频段所对应的调制度区间开始,依次采用所述多个分频段中的其余分频段所对应的调制度区间进行补充,并根据每个调制度区间获取相应的开关角,以及根据获取的开关角对所述电机进行控制以使所述电机满调制度运行。4.如权利要求3所述的控制方法,其特征在于,所述预设的多个分频段包括11分频段、7分频段、5分频段和3分频段,其中,所述11分频段对应的调制度区间为0~0.72,所述7分频段对应的调制度区间为0~0.74,所述5分频段对应的调制度区间为0~0.85,所述3分频段对应的调制度区间为0~1。5.如权利要求4所述的控制方法,其特征在于,当所述转速大于等于所述第一预设转速且小于第三预设转速时,获取的分频段为所述11分频段,其中,如果所述电机的调制度处于0~0.72范围内,则根据所述电机的调制度从所述11分频段对应的调制度-开关角表中获取相应的开关角;如果所述电机的调制度处于0.72~0.74范围内,则根据所述电机的调制度从所述7分频段对应的调制度-开关角表中获取相应的开关角;如果所述电机的调制度处于0.74~0.85范围内,则根据所述电机的调制度从所述5分频段对应的调制度-开关角表中获取相应的开关角;如果所述电机的调制度处于0.85~1范围内,则根据所述电机的调制度从所述3分频段对应的调制度-开关角表中获取相应的开关角,其中,所述第三预设转速小于所述第二预设转速。6.如权利要求5所述的控制方法,其特征在于,当所述转速大于等于所述第三预设转速且小于第四预设转速时,获取的分频段为所述7分频段,其中,如果所述电机的调制度处于0~0.74范围内,则根据所述电机的调制度从所述7分频段对应的调制度-开关角表中获取相应的开关角;如果所述电机的调制度处于0.74~0.85范围内,则根据所述电机的调制度从所述5分频段对应的调制度-开关角表中获取相应的开关角;如果所述电机的调制度处于0.85~1范围内,则根据所述电机的调制度从所述3分频段对应的调制度-开关角表中获取相应的开关角,其中,所述第四预设转速小于所述第二预设转速。7.如权利要求6所述的控制方法,其特征在于,当所述转速大于等于所述第四预设转速且小于第五预设转速时,获取的分频段为所述5分频段,其中,如果所述电机的调制度处于0~0.85范围内,则根据所述电机的调制度从所述5分频段对应的调制度-开关角表中获取相应的开关角;如果所述电机的调制度处于0.85~1范围内,则根据所述电机的调制度从所述3分频段对应的调制度-开关角表中获取相应的开关角,其中,所述第五预设转速小于所述第二预设转速。8.如权利要求7所述的控制方法,其特征在于,当所述转速大于等于所述第五预设转速且小于所述第二预设转速时,获取的分频段为所述3分频段,其中,根据所述电机的调制度从所述3分频段对应的调制度-开关角表中获取相应的开关角。9.一种用于轨道交通牵引系统的永磁同步电机的控制装置,其特征在于,包括:转速获取模块,用于获取电机的转速;判断模块,用于对所述电机的转速进行判断;控制模块,所述控制模块分别与所述转速获取模块和所述判断模块相连,所述控制模块用于当所述判断模块判断所述转速小于第一预设转速时,采用异步SV...

【专利技术属性】
技术研发人员:徐鲁辉杜智勇肖恺韩罡
申请(专利权)人:比亚迪股份有限公司
类型:发明
国别省市:广东,44

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