一种提高电机转矩能力的过调制方法技术

本发明专利技术公开了一种提高电机转矩能力的过调制方法，其特包括以下步骤：通过整车控制器的转矩指令和弱磁控制输出的补偿电流获得电机的dq轴电流参考值；获取电机的dq轴电流反馈值；通过对电机的dq轴电流反馈值和dq轴电流参考值进行pi调节，得到电机的dq轴电压参考值；通过电机的dq轴电压参考值计算得到三相电压和参考电压幅值；计算电机每相需要的补偿电压；计算补偿后电机每一相的电压值并输出至逆变器，通过逆变器控制电机；在电机过调制后，获取电机的三相相电压；根据电机的三相相电压得到电机的dq轴坐标系电压；根据电机的dq轴坐标系电压计算得到过调制后输出电压幅值。本发明专利技术在进入过调制时还具有较好的动态响应能力。在进入过调制时还具有较好的动态响应能力。在进入过调制时还具有较好的动态响应能力。

【技术实现步骤摘要】
一种提高电机转矩能力的过调制方法


[0001]本专利技术属于电动汽车电机控制
，具体涉及一种提高电机转矩能力的过调制方法。

技术介绍

[0002]在新能源汽车动力系统中，电机控制系统是非常重要的零部件之一，电机控制性能的优劣直接影响汽车驾驶体验。过调制技术能提高直流母线电压利用率，提高电机的外特性，进而使汽车有高的续航里程和强的动力输出能力。
[0003]现有过调制技术一：将过调制区域划分为过调制1区和过调制2区，在过调制1区中保持电压矢量相位不变，修改电压矢量幅值，在过调制2区对电压矢量的相位和幅值进行渐变的修改。这种方法计算复杂，不利于数字化实现，且输出电压难以达到六步工作模式，动态性能也不好。
[0004]现有过调制技术二：将矢量控制的输出给定电压分解为反电势电压和动态电压两个部分，在电机控制系统出现较大转速、转矩突变进入过调制状态时，在保证原电压矢量的反电动势不变的基础上，对电流调节器输出的动态电压进行修正，以优化dq轴电流的动态响应。该方法提高母线电压利用率，有好的动态响应能力，但无法达到六步工作模式，电压利用率没有达到最大。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的就是为了解决上述
技术介绍
存在的不足，提供一种提高电机转矩能力的过调制方法,在提高直流母线电压利用率基础上，使输出电压能达到六步工作模式，而且在进入过调制时还具有较好的动态响应能力。
[0006]本专利技术采用的技术方案是：一种提高电机转矩能力的过调制方法，包括以下步骤：
[0007]在电机过调制前，通过整车控制器的转矩指令和上个周期弱磁控制输出的补偿电流获得电机的dq轴电流参考值；
[0008]获取电机的dq轴电流反馈值；通过对电机的dq轴电流反馈值和dq轴电流参考值进行pi调节，得到电机的dq轴电压参考值；
[0009]通过电机的dq轴电压参考值计算得到三相电压和参考电压幅值；
[0010]根据电机的参考电压幅值与上个周期过调制后输出至逆变器的电压幅值计算得到电机每相需要的补偿电压；根据电机的三相电压和每相需要的补偿电压计算得到补偿后电机每一相的电压值并输出至逆变器；通过逆变器控制电机，实现电机过调制；
[0011]在电机过调制后，获取电机的三相相电压；根据电机的三相相电压得到电机的dq轴坐标系电压；
[0012]根据电机的dq轴坐标系电压计算得到本周期过调制后输出至逆变器的电压幅值。
[0013]上述技术方案中，通过整车控制器的转矩指令和上个周期弱磁控制输出的补偿电流获得电机的dq轴电流参考值的过程包括：电机控制器通过can通信接收整车控制器发送
的的转矩指令；电机控制器根据转矩指令查询电流map表，得到对应的dq轴电流参考值；将该dq轴电流参考值与弱磁控制输出的补偿电流进行叠加得到最终的dq轴电流参考值并输出。本专利技术基于实时的转矩指令通过查表和补偿电流计算得到dq轴电流参考值，实现实时的闭环控制，计算高效的同时满足电机的实际需求。
[0014]上述技术方案中，采用下式计算得到参考电压幅值v
s
：
[0015][0016]其中，v
d
为d轴电压参考值，v
q
为q轴电压参考值。
[0017]上述技术方案中，采用下式计算得到电机的三相电压：
[0018]v
α
＝v
d
cosθ
‑
v
q
sinθ
[0019]v
β
＝v
d
sinθ+v
q
cosθ
[0020]v
a
＝v
α
[0021][0022][0023]其中，v
d
为d轴电压参考值，v
q
为q轴电压参考值；v
α
、v
β
为定子αβ坐标系电压；v
a
为电机A相电压，v
b
为电机B相电压，v
c
为电机C相电压，θ为转子磁链角度。上述计算方式能够满足电机当前的补偿需求。
[0024]上述技术方案中，采用下式计算电机的dq轴坐标系电压v
do
、v
qo
：
[0025]v
αo
＝v
ao
[0026][0027]v
do
＝v
αo
cosθ+v
βo
sinθ
[0028]v
qo
＝
‑
v
αo sinθ+v
βo
cosθ
[0029]其中，v
ao
、v
bo
、v
co
为过调制后的电机三相相电压，v
αo
、v
βo
为定子αβ坐标系电压，θ为转子磁链角度。上述计算方式能够满足电机当前的补偿需求。
[0030]上述技术方案中，采用下式计算本周期过调制后输出至逆变器的电压幅值v
so
：
[0031][0032]上述技术方案中，采用下式计算电机每相需要的补偿电压v
com
：
[0033]v
com
＝k*(v
s
‑
v
so
’
)
[0034]其中，k是比例阈值，v
s
是参考电压幅值，v
′
so
是上个周期过调制后输出至逆变器的电压幅值。本专利技术采用上个周期的输出电压幅值计算本周期补偿电压，有效实现对相电压的补偿，能提高转矩响应能力。
[0035]上述技术方案中，采用下式计算补偿后电机每一相的电压值v
′
a
、v
′
b
、v
′
c
：
[0036]v
′
a
＝v
a
+sign(v
a
)*v
com
[0037]v
′
b
＝v
b
+sign(v
b
)*v
com
[0038]v
′
c
＝v
c
+sign(v
c
)*v
com
[0039]其中，sign是数学符号函数，v
com
是电机每相需要的补偿电压，v
a
为电机A相电压，v
b
为电机B相电压，v
c
为电机C相电压。本专利技术直接对相电压进行补偿，使电机快速进入六步工
作模式。
[0040]上述技术方案中，获取电机的dq轴电流反馈值的过程包括：采样电机定子ABC三相电流，经clark、park变换得到dq坐标系下电流作为dq轴电流反馈本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高电机转矩能力的过调制方法，其特征在于：包括以下步骤：在电机过调制前，通过整车控制器的转矩指令和上个周期弱磁控制输出的补偿电流获得电机的dq轴电流参考值；获取电机的dq轴电流反馈值；通过对电机的dq轴电流反馈值和dq轴电流参考值进行pi调节，得到电机的dq轴电压参考值；通过电机的dq轴电压参考值计算得到三相电压和参考电压幅值；根据电机的参考电压幅值与上个周期过调制后输出至逆变器的电压幅值计算得到电机每相需要的补偿电压；根据电机的三相电压和每相需要的补偿电压计算得到补偿后电机每一相的电压值并输出至逆变器；通过逆变器控制电机，实现电机过调制；在电机过调制后，获取电机的三相相电压；根据电机的三相相电压得到电机的dq轴坐标系电压；根据电机的dq轴坐标系电压计算得到本周期过调制后输出至逆变器的电压幅值。2.根据权利要求1所述的一种方法，其特征在于：通过整车控制器的转矩指令和上个周期弱磁控制输出的补偿电流获得电机的dq轴电流参考值的过程包括：电机控制器通过can通信接收整车控制器发送的的转矩指令；电机控制器根据转矩指令查询电流map表，得到对应的dq轴电流参考值；将该dq轴电流参考值与弱磁控制输出的补偿电流进行叠加得到最终的dq轴电流参考值并输出。3.根据权利要求1所述的一种方法，其特征在于：采用下式计算得到参考电压幅值v
s
：其中，v
d
为d轴电压参考值，v
q
为q轴电压参考值。4.根据权利要求1所述的一种方法，其特征在于：采用下式计算得到电机的三相电压：v
α
＝v
d cosθ
‑
v
q sinθv
β
＝v
d sinθ+v
q cosθv
a
＝v
αα
其中，v
d
为d轴电压参考值，v
q
为q轴电压参考值；v
α
、v
β
为定子αβ坐标系电压；v
a
为电机A相电压，v
b
为电机B相电压，v
c
为电机C相电压，θ为转子磁链角度。5.根据权利要求1所述的一种方法，其特征在于：采用下式计算电机的dq轴坐标系电压v
do
、v
qo
：v
αo
＝v
ao
v
do
＝v
αo ...

【专利技术属性】
技术研发人员：李帅，肖浩，臧露，周琛，王闻宇，徐刚，
申请(专利权)人：智新科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：