一种永磁同步电机低效率馈电的控制方法技术

本发明专利技术提供了一种永磁同步电机低效率馈电的控制方法；本发明专利技术采用电机控制器对永磁同步电机在发电模式进行低效率馈电的控制方法，永磁同步电机在实际应用过程中，有些工况不需要在发电模式工作在高效率区域，根据实际需要调整电机控制达到预期发电电流。改善永磁同步电机在发电模式持续工作在高效率区域，发电电流不可控问题；采用实际母线电流闭环调节的方法，有效的保证系统鲁棒性与可控性。有效的保证系统鲁棒性与可控性。有效的保证系统鲁棒性与可控性。

【技术实现步骤摘要】
一种永磁同步电机低效率馈电的控制方法


[0001]本专利技术涉及一种永磁同步电机低效率馈电的控制方法，应用于汽车控制


技术介绍

[0002]现如今，永磁同步电机矢量控制系统能够实现高精度、高动态性能、大范围的调速或定位控制，在工业、农业、新能源汽车等广泛领域得到了大规模应用。传统的永磁同步电机控制算法注重控制性能、高效率，不能完全满足永磁不同步电机实际应用场景，为了满足永磁同步电机在特定场景发电模式低效率稳定控制的不足，对永磁同步电机的控制方法与原理展开了新的研究与实现。
[0003]永磁同步电机具有结构简单、体积小、重量轻、损耗小、效率高等优点，应用场景灵活多变，传统永磁同步电机控制算法在发电模式为了保证发电效率的优点忽略了母线电流等关键因素，给实际工况应用方面带来母线电流不可控的困扰；传统永磁同步电机在控制中扭矩计算DQ轴指令电流方法不够灵活，在实际控制过程中导致计算DQ轴指令电流的局限性。
[0004]因此有必要设计一种新的永磁同步电机低效率馈电的控制方法，以克服上述问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种永磁同步电机低效率馈电的控制方法，可以满足不同工况的需求，弥补DQ轴指令电流计算方法单一的不足；同时，本专利技术提供的控制方法可以解决永磁同步电机持续高效率发电、母线不可控的困扰；采用实际母线电流闭环调节的方法，有效的保证系统鲁棒性与可控性。
[0006]本专利技术是这样实现的：
[0007]本专利技术提供一种永磁同步电机低效率馈电的控制方法，包括步骤S1、S2、S3、S4、S5和S6，步骤S1包括S10和S11，步骤S2包括S21和S22，步骤S3包括S31、S32、S33和S34，上述各步骤如下：
[0008]步骤S10：在发电工况时，依据扭矩指令的力矩查MTPA表计算D轴电流指令Id；
[0009]步骤S11：判断当前系统电压利用率大于阈值，激活弱磁使能模块，进入步骤S21；判断当前系统电压利用率小于阈值，不激活弱磁使能模块，判断低效率馈电功能使能，进入S31；判断当前系统电压利用率小于阈值，判断低效率馈电功能不使能，进入S4；
[0010]步骤S21：进行弱磁闭环控制，依据当前电压利用率与可标定的目标值之间的差值，做闭环PID调节，计算出D轴补偿电流；
[0011]步骤S22：进行D轴电流合成，通过MTPA查表D轴电流和弱磁D轴电流进行叠加；
[0012]步骤S31：进行低效率馈电功能闭环操作，依据当前实际母线电流和可标定的目标值之间的差值，做闭环PID调节，计算出D轴补偿电流；
[0013]步骤S32：对步骤S31中的D轴补偿电流进行限幅；
[0014]步骤S33：对步骤S32中D轴电流进行斜率处理，保证补偿电流的平滑性与连续性；
[0015]步骤S34：通过MTPA查表D轴电流和弱磁D轴电流及低效率发电D轴补偿电流叠加；
[0016]步骤S4：对实际D轴指令电流进行限幅；
[0017]步骤S5：依据当前指令力矩和D轴指令电流进行Q轴指令电流查表；
[0018]步骤S6：对电机进行FOC控制。
[0019]进一步地，在步骤S11中，弱磁使能模块的激活条件如下：
[0020]弱磁激活：当前电压利用率>可标定的目标电压利用率；
[0021]低效率馈电控制激活：无故障，电机温度<可标定的阈值，IGBT温度<可标定的阈值，低效率馈电控制使能指令。
[0022]进一步地，在S21步骤中，依据当前电压利用率与可标定的目标值之间的差值，做闭环PID调节，计算出D轴补偿电流：
[0023]Us＝√(Uα^2+Uβ^2)>(Udc/√3*系数)；系数可标定；
[0024]Δ＝Us
‑
(Udc/√3*系数)
[0025]Id＝P*Δ+∫Δ；
[0026]式中，Us为电压矢量幅值，Uα为α轴电压，Uβ为β轴电压，Udc为母线电压；Δ为电压矢量幅值与可利用电压幅值的偏差；P为比例参数，∫为偏差积分；Id为D轴电流。
[0027]进一步地，在S31步骤中，依据当前实际母线电流和可标定的目标值之间的差值，做闭环PID调节，计算出D轴补偿电流的方法为：
[0028]对当前实际母线电流进行滤波，保证实际母线电流真实性与平滑性，
[0029]y
(n+1)＝
y
(n)
*a+x
(n)
*(1
‑
a)a：滤波系数
[0030]Δ＝Idc_back
–
Idc_ref；
[0031]Id＝P*Δ+∫Δ；
[0032]式中，y
(n+1)
为本次滤波后输出结果，y
(n)
为上次滤波后输出结果，x
(n)
为输入数据，a为滤波系数；Idc_back为实际母线电流值，Idc_ref为目标母线电流值，Δ为实际母线电流值与目标母线电流值的偏差；P为比例参数，∫为偏差积分，Id为D轴电流。
[0033]进一步地，在S4步骤中，对实际D轴指令电流进行限幅的方法为：
[0034]在电机标定过程中，记录电机的实测数据，通过离线分析的方法，计算出全转速段外特性的最大Id电流，此数据用作对D轴指令电流的限制。
[0035]进一步地，在步骤S5中，依据当前指令力矩和D轴指令电流进行Q轴指令电流查表的方法为：
[0036]在电机标定过程中，记录电机的实测数据，通过脚本处理的方法，计算出全扭矩范围的不同Id指令与Iq指令组合，保证任意组合皆能保证力矩不变，此数据用于实际应用过程中的Q轴指令电流查表，输入当前扭矩指令和D轴电流指令，查表得出Q轴指令电流。
[0037]本专利技术具有以下有益效果：
[0038]本专利技术提供的永磁同步电机低效率馈电的控制方法是采用一种DQ轴指令电流计算灵活多变的组合方式，可以满足不同工况的需求，弥补DQ轴指令电流计算方法单一的不足；且采用了一种在特定工况永磁同步电机进行低效率发电、实际母线电流可控的算法，可解决永磁同步电机持续高效率发电、母线不可控的困扰。
附图说明
[0039]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0040]图1为本专利技术实施例提供的永磁同步电机低效率馈电的控制方法的控制流程图；
[0041]图2为本专利技术实施例提供的永磁同步电机低效率馈电的控制方法的控制算法示意图；
[0042]图3为电流指令对比图；
[0043]图4为扭矩查表Q轴指令电流示意图。
具体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种永磁同步电机低效率馈电的控制方法，其特征在于，包括步骤S1、S2、S3、S4、S5和S6，步骤S1包括S10和S11，步骤S2包括S21和S22，步骤S3包括S31、S32、S33和S34，上述各步骤如下：步骤S10：在发电工况时，依据扭矩指令的力矩查MTPA表计算D轴电流指令Id；步骤S11：判断当前系统电压利用率大于阈值，激活弱磁使能模块，进入步骤S21；判断当前系统电压利用率小于阈值，不激活弱磁使能模块，判断低效率馈电功能使能，进入S31；判断当前系统电压利用率小于阈值，判断低效率馈电功能不使能，进入S4；步骤S21：进行弱磁闭环控制，依据当前电压利用率与可标定的目标值之间的差值，做闭环PID调节，计算出D轴补偿电流；步骤S22：进行D轴电流合成，通过MTPA查表D轴电流和弱磁D轴电流进行叠加；步骤S31：进行低效率馈电功能闭环操作，依据当前实际母线电流和可标定的目标值之间的差值，做闭环PID调节，计算出D轴补偿电流；步骤S32：对步骤S31中的D轴补偿电流进行限幅；步骤S33：对步骤S32中D轴电流进行斜率处理，保证补偿电流的平滑性与连续性；步骤S34：通过MTPA查表D轴电流和弱磁D轴电流及低效率发电D轴补偿电流叠加；步骤S4：对实际D轴指令电流进行限幅；步骤S5：依据当前指令力矩和D轴指令电流进行Q轴指令电流查表；步骤S6：对电机进行FOC控制。2.如权利要求1所述的永磁同步电机低效率馈电的控制方法，其特征在于：在步骤S11中，弱磁使能模块的激活条件如下：弱磁激活：当前电压利用率>可标定的目标电压利用率；低效率馈电控制激活：无故障，电机温度<可标定的阈值，IGBT温度<可标定的阈值，低效率馈电控制使能指令。3.如权利要求1所述的永磁同步电机低效率馈电的控制方法，其特征在于：在S21步骤中，依据当前电压利用率与可标定的目标值之间的差值，做闭环PID调节，计算出D轴补偿电流：Us＝√(Uα^2+Uβ^2)>(Udc/√3*系数)；系...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘巨龙，包伟，覃云，罗飞，尹韬，李通，石奕，王和平，
申请(专利权)人：武汉菱电汽车电控系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：