一种用于控制电机的方法、存储介质及设备技术

本发明专利技术涉及一种用于控制电机的方法、存储介质及设备，该方法包括如下步骤：(1)确定将要施加于电机α轴和β轴的负向电压分量，所述的α轴和β轴为与所述的电机的三相轴对应的二相静止轴；(2)基于所述的负向电压分量计算用于控制逆变器的脉宽调制信号，所述的逆变器用于向所述的电机提供三相交流电；(3)将所述的脉宽调制信号施加至所述的逆变器；(4)在预定时间之后，对所述的电机进行主动短路操作。与现有技术相比，本发明专利技术通过向电机施加负向控制电压分量，实现了等效地在电机电阻上增加一个虚拟电阻，无需基于电机转子位置信息，从而准确及时减小电机主动短路电路中的瞬态电流。

【技术实现步骤摘要】
一种用于控制电机的方法、存储介质及设备
本专利技术涉及电机控制领域，尤其是涉及一种用于控制电机的方法、存储介质及设备。
技术介绍
作为电动汽车的主要动力来源，在电机控制系统出现故障时，电机需要进入安全状态，以保证车辆受控并且不会对驾乘人员造成伤害。而当电机控制器出现硬件或软件故障，电机的输出异常时，输出制动转矩或者驱动转矩都是非常危险的。所以目前在电动汽车中，通常要求电机在进入安全状态之后，关闭转矩输出，使车辆处于惯性滑行状态，从而驾驶员可以将车驶离车道以寻求帮助。在电机控制器故障失效的情况下，任何复杂的绝缘栅双极型晶体管IGBT操作都可能是不可靠的。在电机控制器的功能安全开发中，一般会采用IGBT三相六桥全部OFF的方式或者主动短路的方式切断电机的转矩输出。而主动短路操作的主要缺点是：在切换主动短路的过程中，会出现一个较大的瞬态电流，而在进入稳态之后，也会输出一定的制动转矩。目前对主动短路进行优化的研究有：2017年9月公布的专利CN107124124A中，蒋建军提出了两个主动短路通道的办法，即将第一主动短路通道和第二主动短路通道分别连接不同的元件组，根据故障元件所在通道开通半导体开关管的上桥或者下桥以主动短路电机三相定子绕组。在主动短路之前，现将电机的转速降低到第一域值转速以内，避免半导体开关管反向耐压过高；在电机转速降低到第二域值转速时进入自由停车状态，此方法可以达到高速时良好制动且低速时防止制动扭矩突变的效果，提高主动短路操作的可靠性，但没有涉及主动短路瞬间产生的电流很大的问题。2016年1月公布的专利CN105262059A中，凌欢提出的主动短路保护电路包括控制模块和逻辑电路。通过控制模块产生驱动使能信号和短路使能信号，逻辑电路在收到相应信号后，使三相输入线分别与六个功率开关器件的串联节点连接的三相电机短路，因此在电池出现短路、过压、过流、过热等故障时，可以通过将三相电机短路，使其与电池之间不再连通，这样即使三相电机会高速拖动也不会造成电池过压损坏。此方法通过增加保护电路，侧重于对电池电路故障的处理，而没有对主动短路瞬态过程进行优化。2016年7月公布的专利CN105813882A中，博世公司提出了一种使电机从正常运行平缓更换到主动短路的方法，首先以被限定的方式下调电机的控制电压到预先给定值，然后再进行电机相端子的短接。这种方法可以避免太大的过电流，但是需要得知电机转子位置信息。总之，针对目前技术中需要基于电机转子位置信息才能实现电机主动短路的瞬态电流降低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于控制电机的方法、存储介质及设备，以至少解决目前需要基于电机转子位置信息才能实现电机主动短路的瞬态电流降低的技术问题。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：根据本专利技术实施例的一个方面，提供了一种用于控制电机的方法，该方法包括如下步骤：(1)确定将要施加于电机α轴和β轴的负向电压分量，所述的α轴和β轴为与所述的电机的三相轴对应的二相静止轴；(2)基于所述的负向电压分量计算用于控制逆变器的脉宽调制信号，所述的逆变器用于向所述的电机提供三相交流电；(3)将所述的脉宽调制信号施加至所述的逆变器；(4)在预定时间之后，对所述的电机进行主动短路操作。优选地，步骤(1)所述的负向电压分量具体通过如下方式确定：(11)确定电机在α轴和β轴的电流分量Iα和Iβ；(12)通过下式获取负向电压分量：Uα＝-Rv*Iα，Uβ＝-Rv*Iβ，其中，Uα为α轴负向电压分量，Uβ为β轴负向电压分量，Rv为设置的虚拟电阻，设置虚拟电阻能够在预定时间内使施加至电机的电流降低至预定值。优选地，所述的虚拟电阻通过如下方式获得：获取电机转速ω，通过下式获取虚拟电阻Rv：其中，Ld和Lq分别为所述的电机d轴和q轴的电感参数，k为所述的虚拟电阻的电阻值随时间减小的速率。优选地，所述的虚拟电阻的电阻值随时间减小的速率k通过下式获得：k＝me-σt，其中，m和σ为常参数，t为时间，e为自然常数。优选地，步骤(2)基于所述的负向电压分量采用SVPWM(空间矢量脉宽调制)方法获取用于控制逆变器的脉宽调制信号。根据本专利技术实施例的又一个方面，提供了一种用于控制电机的设备，该设备包括处理器和存储器，所述的存储器连接处理器，所述的存储器用于为所述处理器提供处理以下处理步骤的命令：(1)确定将要施加于电机α轴和β轴的负向电压分量，所述的α轴和β轴为与所述的电机的三相轴对应的二相静止轴；(2)基于所述的负向电压分量计算用于控制逆变器的脉宽调制信号，所述的逆变器用于向所述的电机提供三相交流电；(3)将所述的脉宽调制信号施加至所述的逆变器；(4)在预定时间之后，对所述的电机进行主动短路操作。根据本公开的实施例的又一个方面，提供了一种用于控制电机的设备，该设备包括：负向电压分量计算模块：用于确定将要施加于电机α轴和β轴的负向电压分量，所述的α轴和β轴为与所述的电机的三相轴对应的二相静止轴；脉宽调制信号计算模块：用于基于所述的负向电压分量计算用于控制逆变器的脉宽调制信号，所述的逆变器用于向所述的电机提供三相交流电；脉宽调制信号施加模块：用于将所述的脉宽调制信号施加至所述的逆变器；主动短路模块：用于在预定时间之后，对所述的电机进行主动短路操作。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：本专利技术通过向电机施加负向电压分量，具体通过引入等效电阻实现，即实现了等效地在电机电阻上增加一个虚拟电阻，从而达到了准确及时减小电机主动短路电路中瞬态电流的目的，进而无需检测电机转子位置信息，解决了目前需要基于电机转子位置信息才能实现电机主动短路的瞬态电流降低的技术问题。附图说明图1为实施例1用于控制电机的方法的流程框图；图2为实施例1中传统简单主动短路的d轴电流响应曲线和基于本专利技术的用于控制电机的方法的α轴电流响应曲线的对比图；图3为实施例1中传统简单主动短路的q轴电流响应曲线和基于本专利技术的用于控制电机的方法的β轴电流响应曲线的对比图；图4为实施例2用于控制电机的设备的结构框图示意图；图5为实施例3用于控制电机的设备的结构框图示意图。图中，400为实施例2中用于控制电机的设备，401为处理器，402为存储器，500为实施例3中用于控制电机的设备，501负向电压分量计算模块，502为脉宽调制信号计算模块，503为脉宽调制信号施加模块，504为主动短路模块。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。注意，以下的实施方式的说明只是实质上的例示，本专利技术并不意在对其适用物或其用途进行限定，且本专利技术并不限定于以下的实施方式。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于控制电机的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：(1)确定将要施加于电机α轴和β轴的负向电压分量，所述的α轴和β轴为与所述的电机的三相轴对应的二相静止轴；(2)基于所述的负向电压分量计算用于控制逆变器的脉宽调制信号，所述的逆变器用于向所述的电机提供三相交流电；(3)将所述的脉宽调制信号施加至所述的逆变器；(4)在预定时间之后，对所述的电机进行主动短路操作。

【技术特征摘要】
1.一种用于控制电机的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：(1)确定将要施加于电机α轴和β轴的负向电压分量，所述的α轴和β轴为与所述的电机的三相轴对应的二相静止轴；(2)基于所述的负向电压分量计算用于控制逆变器的脉宽调制信号，所述的逆变器用于向所述的电机提供三相交流电；(3)将所述的脉宽调制信号施加至所述的逆变器；(4)在预定时间之后，对所述的电机进行主动短路操作。2.根据权利要求1所述的一种用于控制电机的方法，其特征在于，步骤(1)所述的负向电压分量具体通过如下方式确定：(11)确定电机在α轴和β轴的电流分量Iα和Iβ；(12)通过下式获取负向电压分量：Uα＝-Rv*Iα，Uβ＝-Rv*Iβ，其中，Uα为α轴负向电压分量，Uβ为β轴负向电压分量，Rv为设置的虚拟电阻。3.根据权利要求2所述的一种用于控制电机的方法，其特征在于，所述的虚拟电阻通过如下方式获得：获取电机转速ω，通过下式获取虚拟电阻Rv：其中，Ld和Lq分别为所述的电机d轴和q轴的电感参数，k为所述的虚拟电阻的电阻值随时间减小的速率。4.根据权利要求3所述的一种用于控制电机的方法，其特征在于，所述的虚拟电阻的电阻值随时间减小的速率k通过下式获得：k＝me-σt，其中，m和σ为常参数，t为时间，e为自然常数。5.根据权利要求1所述的一种用于控制电机的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱元，陆科，吴志红，肖明康，李亦舟，刘畅，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海,31