电动机转速的控制方法和控制系统技术方案

本申请涉及电动机转速的控制方法和控制系统。一种电动机转速的控制方法，其可以包括：基于电动机的目标转速和所述速度传感器的测量转速值来计算同步坐标系的q轴电位差以用于控制所述同步坐标系的q轴电流；基于计算出的同步坐标系的q轴电位差来计算所述同步坐标系的电压命令；以及根据计算出的同步坐标系的电压命令来控制连接到所述电动机的逆变器。

Control Method and Control System of Motor Speed

【技术实现步骤摘要】
电动机转速的控制方法和控制系统
本专利技术涉及一种电动机转速的控制方法和控制系统，更具体地，涉及一种能够在不测量电动机的三相电流的情况下控制正常电动机转速的技术。
技术介绍
通常，电动机的定子使用在电流流入三相线圈时形成的电磁场，并且转子使用N和S极交替重复设置的永磁体。为了使电动机连续旋转，需要形成电动机的连续旋转磁场，并且为了形成连续旋转磁场，应当在适当的时间对流入电枢线圈的电流的每一相进行整流，并且应当准确识别转子的位置以进行适当的整流。这里，整流改变电动机定子线圈的电流方向以允许转子旋转。具体地，当进行扭矩控制所需的电动机(诸如混合动力车辆、电动车辆(EV)或燃料电池车辆中的驱动电动机)被控制时，需要精确测量电动机转子的位置。即，为了控制电动机的三相电流，必定需要电动机转子的位置传感器和用于测量电动机的三相电流的三相电流传感器。图1(相关技术)是根据相关技术的电动机转速控制系统的框图。参考图1，在根据相关技术的电动机转速控制系统中，电动机10由逆变器30控制，逆变器30由电流控制器60控制。速度控制器50从高级控制器40接收速度命令，并且向电流控制器60提供电流命令，电流控制器60向逆变器30提供三相电压命令，并且逆变器30根据三相电压向电动机10提供三相电流。霍尔传感器20安装在电动机10上以用于测量电动机转子的速度。测得的电动机转子的测量速度可以用于速度控制器50中的反馈控制。具体地，电流控制器60可以从速度控制器50接收同步坐标系的电流命令Id*和Iq*，并且将同步坐标系的电压命令Vd*和Vq*发送到坐标转换器70，并且坐标转换器70可以将同步坐标系的电压命令Vd*和Vq*转换为三相电压命令(a相、b相和c相)并发送三相电压命令(a相、b相和c相)。逆变器30可以基于所接收的三相电压命令(a相、b相和c相)，通过三相开关电路的脉宽调制(PWM)输出占空比(outputduty)向电动机10提供三相电流。电流控制器60可以将电压命令Vd*和Vq*施加到逆变器30，以将从逆变器30供应到电动机10的驱动电流的测量值收敛于电流命令Id*和Iq*。可以在逆变器30和电动机10之间提供三相电流传感器80，以用于测量从逆变器30供应到电动机10的驱动电流。三相电流传感器80可以测量三相驱动电流的两相或更多相，测得的两相或更多相经由坐标转换器70反馈到电流控制器60。电流控制器60可以对测得的驱动电流的测量值Id和Iq执行反馈控制，以用于将测量值Id和Iq收敛于从速度控制器50接收的电流命令Id*和Iq*。感测提供到电动机10的三相电流的三相电流传感器80通常感测三相电流中的两相，并且在一些情况下，三相电流传感器80可以感测一相或全部三相。然而，当三相电流传感器在必定需要三相电流传感器的电动机控制中发生故障时，存在不能控制电动机转速的问题。此外，在用于不一定需要扭矩控制而仅需要速度控制的泵(例如，冷却水泵或油泵)、风扇(例如，冷却风扇或空调风扇)、空气压缩机等的电动机的情况下，存在的问题在于，不必要地包括三相电流传感器的配置。以上内容仅仅是为了帮助理解本专利技术的背景，并不旨在意味着本专利技术落入本领域技术人员已知的相关技术的范围内。
技术实现思路
因此，本专利技术提出一种电动机转速的控制方法，其在三相电流传感器发生故障或仅控制电动机转速时不测量三相电流。根据一个方面，提供一种电动机转速的控制方法，包括：基于电动机的目标转速和电动机的测量转速值，由电动机控制器计算用于控制同步坐标系的q轴电流的同步坐标系的q轴电位差；基于计算出的同步坐标系的q轴电位差，由电动机控制器计算同步坐标系的电压命令；以及根据计算出的同步坐标系的电压命令，由电动机控制器控制连接到电动机的逆变器。计算同步坐标系的q轴电位差可以包括：计算目标转速与测量转速值之间的差值，并且使用计算出的目标转速与测量转速值之间的差值来计算同步坐标系的q轴电位差。计算同步坐标系的q轴电位差可以包括：对计算出的目标转速与测量转速值之间的差值进行积分。该控制方法还可以包括：在计算出同步坐标系的q轴电位差之后，将计算出的同步坐标系q轴电位差的大小限制为预定大小值或更小，其中，计算同步坐标系的电压命令可以包括使用同步坐标系的受限q轴电位差来计算同步坐标系的电压命令。当先前计算出的同步坐标系的q轴电位差被限制为预定大小值或更小时，计算同步坐标系的q轴电位差可以包括：根据同步坐标系的受限q轴电位差的积分和先前计算出的同步坐标系的q轴电位差，执行抗饱和(anti-windup)控制以防止饱和。计算同步坐标系的电压命令可以包括：通过将电动机的反电动势前馈补偿到计算出的同步坐标系的q轴电位差上，计算同步坐标系的q轴电压命令。电动机的反电动势可以与测量转速值成比例，其中反电动势常数作为比例常数。计算同步坐标系的电压命令可以包括：使用同步坐标系的q轴电压命令来计算同步坐标系的d轴电压命令，其通过假设同步坐标系的d轴电流为零来计算。可以使用以下等式来计算同步坐标系的d轴电压命令：其中，Vd是同步坐标系的d轴电压命令，Vq是同步坐标系的q轴电压命令，Lq是同步坐标系的q轴电感，ωe是测量转速值(电转速)，Rs是电动机的相电阻，λ是电动机的反电动势常数。逆变器的控制可以包括：对计算出的同步坐标系的电压命令进行坐标转换以转换为三相电压命令，并且利用三相电压命令来控制逆变器。该控制方法还可以包括：在计算同步坐标系的q轴电位差之前，确定用于测量从逆变器施加到电动机的三相电流的三相电流传感器是否发生故障，其中，当确定三相电流传感器发生故障时，可以执行同步坐标系的q轴电位差的计算。根据另一方面，提供一种同步坐标系的控制方法，包括：基于电动机的目标转速和电动机的测量转速值，由电动机控制器计算同步坐标系的电压命令以用于控制连接到电动机的逆变器；并且根据计算出的同步坐标系的电压命令，由电动机控制器控制连接到电动机的逆变器。根据又一方面，提供一种电动机转速的控制系统，包括：速度传感器，用于测量电动机转速；和电动机控制器，配置为基于电动机的目标转速和速度传感器的测量转速值来计算用于控制同步坐标系的q轴电流的同步坐标系的q轴电位差，基于计算出的同步坐标系的q轴电位差来计算同步坐标系的电压命令，并且根据计算出的同步坐标系的电压命令来控制连接到电动机100的逆变器。该控制系统还可以包括坐标转换器，配置为对计算出的同步坐标系的电压命令进行坐标转换以转换为三相电压命令，并且利用三相电压命令来控制逆变器。电动机控制器可以将计算出的同步坐标系的电压命令的大小限制为预定大小值或更小，并且使用同步坐标系的受限q轴电位差来计算同步坐标系的电压命令。电动机控制器可以将电动机的反电动势前馈补偿到计算出的同步坐标系的q轴电位差上，以计算同步坐标系的q轴电压命令。电动机控制器可以使用同步坐标系的q轴电压命令来计算同步坐标系的d轴电压命令，其通过假设同步坐标系的d轴电流为零来计算。该控制系统还可以包括三相电流传感器，用于测量从逆变器施加到电动机的三相电流，其中，电动机控制器可以确定三相电流传感器是否发生故障，并且当确定三相电流传感器发生故障时，电动机控制器可以计算同步坐标系的q轴电位差。附图说明结合附图，根据以下详细描述，可以更清楚地本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动机转速的控制方法，包括以下步骤：基于电动机的目标转速和所述电动机的测量转速值，由电动机控制器计算用于控制同步坐标系的q轴电流的同步坐标系的q轴电位差；基于计算出的同步坐标系的q轴电位差，由所述电动机控制器计算所述同步坐标系的电压命令；以及根据计算出的同步坐标系的电压命令，由所述电动机控制器控制连接到所述电动机的逆变器。

【技术特征摘要】
2018.03.14 KR 10-2018-00296351.一种电动机转速的控制方法，包括以下步骤：基于电动机的目标转速和所述电动机的测量转速值，由电动机控制器计算用于控制同步坐标系的q轴电流的同步坐标系的q轴电位差；基于计算出的同步坐标系的q轴电位差，由所述电动机控制器计算所述同步坐标系的电压命令；以及根据计算出的同步坐标系的电压命令，由所述电动机控制器控制连接到所述电动机的逆变器。2.根据权利要求1所述的控制方法，其中，计算所述同步坐标系的q轴电位差包括：计算所述目标转速与所述测量转速值之间的差值，并且使用计算出的所述目标转速与所述测量转速值之间的差值来计算所述同步坐标系的q轴电位差。3.根据权利要求2所述的控制方法，其中，计算所述同步坐标系的q轴电位差包括：对计算出的所述目标转速与所述测量转速值之间的差值进行积分。4.根据权利要求1所述的控制方法，还包括：在计算出所述同步坐标系的q轴电位差之后，将计算出的同步坐标系的q轴电位差的大小限制为预定大小值或更小，其中，计算所述同步坐标系的电压命令包括使用所述同步坐标系的受限q轴电位差来计算所述同步坐标系的电压命令。5.根据权利要求4所述的控制方法，其中，当先前计算出的同步坐标系的q轴电位差被限制为所述预定大小值或更小时，计算所述同步坐标系的q轴电位差包括：根据所述同步坐标系的受限q轴电位差的积分和先前计算出的同步坐标系的q轴电位差，执行抗饱和控制以防止饱和。6.根据权利要求1所述的控制方法，其中，计算所述同步坐标系的电压命令包括：通过将所述电动机的反电动势前馈补偿到计算出的同步坐标系的q轴电位差上，计算所述同步坐标系的q轴电压命令。7.根据权利要求6所述的控制方法，其中，所述电动机的反电动势与所述测量转速值成比例，其中反电动势常数作为比例常数。8.根据权利要求6所述的控制方法，其中，计算所述同步坐标系的电压命令包括：使用所述同步坐标系的q轴电压命令来计算所述同步坐标系的d轴电压命令，其中通过假设所述同步坐标系的d轴电流为零来进行计算。9.根据权利要求8所述的控制方法，其中，使用以下等式来计算所述同步坐标系的d轴电压命令：其中，Vd是同步坐标系的d轴电压命令，Vq是同步坐标系的q轴电压命令，Lq是同步坐标系的q轴电感，ωe是测量转速值(电转速)，Rs是电动...

【专利技术属性】
技术研发人员：李东勋，金成道，柳昌锡，康敏绣，全淳一，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，起亚自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR