永磁电机驱动方法技术

本发明专利技术公开了一种永磁电机驱动方法，包括：S100：获取车速V、电机转子位置θr、转矩指令值

Driving method of permanent magnet motor

The invention discloses a driving method of a permanent magnet motor, which comprises the following steps of: S100: obtaining speed V, motor rotor position theta R and torque command value;

【技术实现步骤摘要】
永磁电机驱动方法本申请是申请号CN2015108591752,申请日2015年11月30日，名称为“永磁电机驱动方法”的分案申请。
本专利技术属于电机领域，特别涉及一种永磁电机驱动方法。
技术介绍
电机是电动车的主要动力来源，目前电动车驱动电机普遍采用永磁电机(PMSM)，与电励磁电机相比，永磁电机，特别是稀土永磁电机具有结构简单，运行可靠；体积小，质量轻；损耗小，效率高；电机的形状和尺寸可以灵活多样等显著优点。目前在电机的驱动方式上，均采用单一的驱动方式，其不能根据路况、车辆自身状况等改变驱动方式，例如对于平直的路面驾驶者希望获得更高的车速，而对于坑洼的路面，驾驶者希望获得更大的转矩，当电池电量过低时，驾驶者又希望能采用更节能的驱动方式，以获得最大的行驶里程，这些要求在单一驱动方式下是不能实现的。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种永磁电机驱动方法。一种永磁电机驱动方法，包括以下步骤：S100：获取车速V、电机转子位置θr、转矩指令值路况信息和输入电机的三相电流值ia、ib、ic，所述路况信息至少包括平直路况、坑洼路况和弯道信息；S200：获取动力电池端的电压Us和电流is信号，根据所建立的动力电池的数学模型，采用安时积分、状态观测器和自适应扩展卡尔曼滤波法分别估计电池SOC，对估计值进行加权计算，得到动力电池当前的SOC估计值S；S300：当估计值S大于设定的阈值时，若选定路况为平直路况时，选定弱磁驱动方式驱动电机；若选定路况为坑洼路况，选定直接转矩驱动方式驱动电机；当判定估计值S小于或等于设定的阈值时，选定效率最佳驱动方式驱动电机；S400：分别采用效率最佳驱动方式、弱磁驱动方式和直接转矩驱动方式计算电机d轴电流第一指令值和q轴电流第一指令值S500：根据所述弯道信息计算d轴电流补偿值和q轴电流补偿值根据所述d轴电流第一指令值和电流补偿值计算d轴电流第二指令值根据所述q轴电流第一指令值和电流补偿值计算q轴电流第二指令值S600：根据所述第二指令值第二指令值和电机转子位置θr对逆变器进行脉宽调制。可选的，预存储多条道路的道路信息，根据车辆所处位置判断车辆所在道路，读取该道路的弯道信息。可选的，所述弯道信息包括弯道长度、弯道曲度、和预定距离内弯道的数量；根据获取到的弯道信息和车辆当前所处的位置确定车辆是否位于弯道上或在进入弯道的预定的距离内或预定时间内。可选的，根据下式计算转子位置θr：θr(k+1)＝3θr(k)-3θr(k-l)+θr(k-2)式中，K代表第K个状态值。可选的，所述动力电池的数学模型为：式中，Xk表示电池组的状态矢量，yk表示电池端电压，η为库伦效率因子，C为总容量，E0为充满电状态下的开路电压,R为电池内阻，K0、K1、K2、K3为电池极化内阻，△t为采样周期，imk为电流测量值，isk为电流传感器电流漂移估计值，W1和W2、Vk为相互独立的白噪声，SOC为电池电量，K代表第K个状态值，K＝0、1、2、3、4、5……。可选的，所述步骤S200中，分别采用安时积分法、状态观测器法和自适应扩展卡尔曼滤波法分别估计电池SOC值，得到SOC状态估计值S1、S2、S3，然后对S1、S2、S3进行加权计算，得到最终的SOC估计值S；S＝ω1S1+ω2s2+ω3s3(3)其中ω1、ω2、ω3为加权系数，ω1+ω2+ω3＝1。可选的，所述步骤S300中，当判定估计值S小于或等于设定的阈值时，开始计时，当计时时长T大于设定的时长T0后，选定效率最佳驱动方式驱动电机。可选的，所述步骤S400中通过弱磁驱动模块计算d轴电流第一指令值和q轴电流第一指令值所述弱磁驱动模块包括函数发生器FG1和FG2,函数发生器FG1和FG2的输入端与获取模块相连，函数发生器FG1的输出端与第一加法器相连，第一加法器的输出端与电流调节器相连，电流调节器通过第二加法器与限幅器相连，所述限幅器还与函数发生器FG2的输出端相连。可选的，所述步骤S400中按下式计算d轴电流第一指令值和q轴电流第一指令值式中，Pe表示电机每相产生的电磁功率，ωr为电机转速，ψf表示铁芯磁链，Ls表示定子电感。可选的，所述步骤S500中，按下式计算d轴电流第二指令值和q轴电流第二指令值式中Ksd、Ksd、Ksq、Ksq、为比例系数，L表示弯道长度，S表示弯道曲度，即弯道偏离直道的角度。本专利技术的有益效果是：通过精确的数学模型，采用多种方法估计SOC值，获得了更加精准的SOC值，为电动车的操控提供了准确的依据；采用无传感器技术检测转子位置，降低了成本；综合考虑了路面状况和电池信息，根据不同的路面状况实时调整车辆的驱动方式，使得车辆操控性得以提高；考虑了弯道对电机驱动所带来的影响，在遇到弯道后调整电机励磁电流和转矩电流，从而保证了转弯过程中车辆的稳定性。附图说明图1是本专利技术驱动方法的流程图；图2是本专利技术驱动系统的结构图；图3是弱磁驱动框图；图4是PMSM等效电路图。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明，使本专利技术的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按比例绘制附图，重点在于示出本专利技术的主旨。请参阅图1、2，为了使得电机能更好的驱动车辆，使得车辆在不同路况下都能给驾驶者提供更好的操控/乘坐感受，本专利技术首先根据动力电池的电量(SOC)决定车辆的驱动模式，当选定路况为平直路况时，选定弱磁驱动方式驱动电机；当选定路况为坑洼路况时，选定直接转矩驱动方式驱动电机；当判定估计值S小于或等于设定的阈值时，选定效率最佳驱动方式驱动电机，根据弯道信息调整车辆PMSM电机的驱动方式，从而提高了车辆的操控性、乘坐的舒适性。S100：获取车速V、电机转子位置θr、转矩指令值路况信息和输入电机的三相电流值ia、ib、ic，所述路况信息至少包括平直路况、坑洼路况和弯道信息；具体而言，获取模块，可以采用电流传感器分别测量逆变器输出的三相电流ia、ib、ic，车速V的检测有多种方式，可以根据油门踏板的踩下量来计算转矩指令值上述这些信息的获取均为现有技术，不再赘述。对于一些路况如湿滑路况、平直路况、坑洼路况等，驾驶员通过观察即可容易的了解到，通过选择按键便可以将相应的路况信息发送至车辆控制系统，这些按键可以包括湿滑、坑洼、平直、积雪等等，本专利技术中平直路况指的是在一定距离内没有弯道，且路面无起伏，路面平整，例如2KM内，这种路况适于车辆高速行驶。坑洼路况指的是，路面存在多处凸起与凹陷，路面不平整，这种路况不宜高速行驶，其要求车辆输出较大转矩以克服路面的凸起与凹陷。对于弯道信息驾驶员无法通过观察获得，弯道信息可以包括弯道长度、弯道曲度、和预定距离内弯道的数量，例如在2千米之内弯道的数量。弯道长度、曲度、和数量与电机驱动方式息息相关，其影响着车辆的操控性和乘坐的舒适感。例如较大的曲度则需要低车速和高扭矩。为此，本专利技术设置有存储模块，其预存储多条道路的路况信息，获取模块根据车辆所处位置判断车辆所在道路，从预存储的路况信息中读取该道路的信息。车辆所处的位置可以由例如全球定位系统(GPS)提供。预存储的路况信息中包含了该条道路上弯道所处的位置、长度、曲度、和数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种永磁电机驱动方法，其特征在于，包括以下步骤：S100：获取车速V、电机转子位置θr、转矩指令值Te

【技术特征摘要】
1.一种永磁电机驱动方法，其特征在于，包括以下步骤：S100：获取车速V、电机转子位置θr、转矩指令值Te*、路况信息和输入电机的三相电流值ia、ib、ic，所述路况信息至少包括平直路况、坑洼路况和弯道信息；S200：获取动力电池端的电压Us和电流is信号，根据所建立的动力电池的数学模型，采用安时积分、状态观测器和自适应扩展卡尔曼滤波法分别估计电池SOC，对估计值进行加权计算，得到动力电池当前的SOC估计值S；S300：当估计值S大于设定的阈值时，若选定路况为平直路况时，选定弱磁驱动方式驱动电机；若选定路况为坑洼路况，选定直接转矩驱动方式驱动电机；当判定估计值S小于或等于设定的阈值时，选定效率最佳驱动方式驱动电机；S400：分别采用效率最佳驱动方式、弱磁驱动方式和直接...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：赵世龙，
类型：发明
国别省市：北京,11