电动汽车永磁同步电机单电流弱磁轨迹控制方法技术

本发明专利技术涉及一种电动汽车永磁同步电机单电流弱磁轨迹控制方法，属于电动汽车永磁同步电机弱磁控制技术领域，解决了现有技术中双电流弱磁控制方法复杂、不能深度弱磁的问题。该方法包括：实时采集所述永磁同步电机的机械角速度和负载力矩；当机械角速度处于基速范围内时，控制永磁同步电机定交轴电流运行在第一轨迹上；当机械角速度超出基速范围后，永磁同步电机通过单电流控制；负载力矩未增加时，控制定交轴电流运行在第二轨迹上；当永磁同步电机电流运行在第二轨迹时，且负载力矩增加时，控制定交轴电流运行至第三轨迹上；当电机负载转矩稳定后，控制定交轴电流运行在第四轨迹。实现了电动汽车永磁同步电机单电流弱磁轨迹控制。制。制。

【技术实现步骤摘要】
电动汽车永磁同步电机单电流弱磁轨迹控制方法


[0001]本专利技术涉及电动汽车永磁同步电机弱磁控制
，尤其涉及一种电动汽车永磁同步电机单电流弱磁轨迹控制方法。

技术介绍

[0002]目前，现有电动汽车永磁同步电机控制，普遍选择双电流弱磁控制技术，其中对于负i
ds
补偿法无法实现深度弱磁，无法让电动汽车电机运行在更高转速：对于查表法来说，需要获取大量的电动汽车电机表格，工作量大，可移植性差；梯度增量法算法复杂，需要准确电动汽车电机参数；电流角度法不能进行三区运行。现有技术中通过双电流弱磁控制技术都难以克服电动汽车在高速运行状态下，路况变差，突加负载力矩的实际工况。
[0003]对于传统的定交轴电压单电流弱磁控制来说，虽然解决了交叉耦合效应的问题，但是只落在定交轴单电流弱磁控制，带载能力并不高；而对于运行在电压限制圆的变交轴电压弱磁控制来说，虽然提高了电压利用率，让电流轨迹运行在电压限制圆上，但是难以直接由基速状态切换至电压限制圆上，容易存在失控的问题。
[0004]因此，现有技术缺乏一种电动汽车永磁同步电机单电流弱磁轨迹控制方法。

技术实现思路

[0005]鉴于上述的分析，本专利技术实施例旨在提供一种电动汽车永磁同步电机单电流弱磁轨迹控制方法，用以解决现有传统双电流弱磁控制方法的鲁棒性差、控制方法复杂、不能深度弱磁的问题。
[0006]一方面，本专利技术实施例提供了一种电动汽车永磁同步电机单电流弱磁轨迹控制方法，包括：
[0007]实时采集所述永磁同步电机的机械角速度和负载力矩；
[0008]当所述机械角速度处于基速范围内时，控制所述永磁同步电机定交轴电流运行在第一轨迹上；
[0009]当所述机械角速度超出基速范围后，所述永磁同步电机通过单电流进行控制；所述负载力矩未增加时，控制定交轴电流运行在第二轨迹上；当所述永磁同步电机定交轴电流运行在第二轨迹时，且负载力矩增加时，控制所述定交轴电流运行至第三轨迹上；当所述电机负载转矩稳定后，控制所述定交轴电流运行在第四轨迹。
[0010]进一步地，所述第三轨迹为沿着电压限制圆的对称轴由负载力矩切换点S1的位置运行至转速最大力矩点B1的线段。
[0011]进一步地，所述电压限制圆模型，表达为：
[0012][0013]其中，i
d
为直轴电流，ω为机械角速度，L
s
为定子电感，ψ
m
为反电势系数，R
s
为定子绕组电阻，i
q
为交轴电流，U
smax
为相电压最大值。
[0014]进一步地，所述电压限制圆的对称轴，表达为：
[0015][0016]其中，i
d
为直轴电流，ω为机械角速度，L
s
为定子绕组电感值，ψ
m
为反电势系数，R
s
为定子绕组电阻。
[0017]进一步地，
[0018]所述转速最大力矩点B1为所述电压限制圆与所述电压限制圆的对称轴的交点。
[0019]进一步地，当所述机械角速度超出所述基速范围时，设定弱磁控制电压，所述永磁同步电机定交轴电流沿第二轨迹运行，所述第二轨迹为以E点为起点，沿定交轴电压轨迹ES运行的曲线；所述E点为基速及克服起动转矩点；
[0020]所述定交轴电压轨迹ES，由以下约束条件限制：
[0021][0022][0023][0024]其中，i
q
为交轴电流，ω
r
＝Pω为电机电角速度，L
s
为定子绕组电感值，R
s
为定子绕组电阻，i
d
是直轴电流，V
FWC
为弱磁控制电压，ψ
m
为反电势系数，T
e
为电磁转矩，P为电机极数，T
L
为负载力矩，ω为机械角速度，J为转动惯量，B为粘滞系数。
[0025]进一步地，所述负载力矩切换点S1为所述电压限制圆的对称轴与定交轴电压轨迹ES的交点。
[0026]进一步地，当所述机械角速度在基速范围内时，采用i
d
＝0的控制算法确定所述第一轨迹，所述第一轨迹为沿定交轴原点运行至基速及克服起动转矩E点的线段；
[0027]所述E点为基速及克服起动转矩点，E点交轴电流表达为：
[0028][0029]T
e
＝T
L
+Bω1+kJ
[0030]i
q
为交轴电流，T
e
为电磁转矩，P为电机极数，ψ
m
为反电势系数，T
L
为负载力矩，B为粘滞系数，ω1为电机机械角速度基速值，k为电机机械角速度的加速度，J为转动惯量。
[0031]进一步地，
[0032]当所述永磁同步电机运行在所述第二轨迹上时，负载力矩增加，所述永磁同步电机先运行至S1点，再沿所述第三轨迹运行。
[0033]进一步地，当所述负载力矩稳定时，采用变交轴电压弱磁控制算法设置第四轨迹，使电机运行在电压限制圆上。
[0034]与现有技术相比，本专利技术至少可实现如下有益效果之一：
[0035]1、本专利技术的永磁同步电机单电流弱磁轨迹运行规划方法，提高了永磁同步电机弱磁控制的可控能力；
[0036]2、采用定交轴单电流弱磁控制，使电流轨迹运行于定交轴单电流弱磁曲线上，再过渡到电压限制圆上的方法，解决了传统双电流弱磁控制方法的鲁棒性差、控制方法复杂、不能深度弱磁的问题；
[0037]3、本专利技术所采用的单电流弱磁轨迹运行规划方法，解决了传统定交轴电压单电流弱磁控制的带载能力差的问题，同时也解决了变交轴电压弱磁控制的切换过程容易失控的问题。
[0038]本专利技术中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
[0039]附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
[0040]图1为本申请一个实施例所示的电动汽车永磁同步电机单电流弱磁轨迹控制方法流程图；
[0041]图2为本申请一个实施例所示的单电流弱磁控制示意图；
[0042]图3为本申请一个实施例所示的电动汽车永磁同步电机单电流弱磁轨迹控制轨迹示意图；
[0043]图4为本申请一个实施例所示的电压限制圆模型示意图；
[0044]图5为本申请一个实施例所示的电动汽车永磁同步电机单电流弱磁轨迹控制方法结构图。
具体实施方式
[0045]下面结合附图来具体描述本专利技术的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车永磁同步电机单电流弱磁轨迹控制方法，其特征在于，包括：实时采集所述永磁同步电机的机械角速度和负载力矩；当所述机械角速度处于基速范围内时，控制所述永磁同步电机定交轴电流运行在第一轨迹上；当所述机械角速度超出基速范围后，所述永磁同步电机通过单电流进行控制；所述负载力矩未增加时，控制定交轴电流运行在第二轨迹上；当所述永磁同步电机定交轴电流运行在第二轨迹时，且负载力矩增加时，控制所述定交轴电流运行至第三轨迹上；当所述电机负载转矩稳定后，控制所述定交轴电流运行在第四轨迹。2.根据权利要求1所述的电动汽车永磁同步电机单电流弱磁轨迹控制方法，其特征在于，所述第三轨迹为沿着电压限制圆的对称轴由负载力矩切换点S1的位置运行至转速最大力矩点B1的线段。3.根据权利要求2所述的电动汽车永磁同步电机单电流弱磁轨迹控制方法，其特征在于，所述电压限制圆模型，表达为：其中，i
d
为直轴电流，ω为机械角速度，L
s
为定子电感，ψ
m
为反电势系数，R
s
为定子绕组电阻，i
q
为交轴电流，U
smax
为相电压最大值。4.根据权利要求2所述的电动汽车永磁同步电机单电流弱磁轨迹控制方法，其特征在于，所述电压限制圆的对称轴，表达为：其中，i
d
为直轴电流，ω为机械角速度，L
s
为定子绕组电感值，ψ
m
为反电势系数，R
s
为定子绕组电阻。5.根据权利要求3或4所述的电动汽车永磁同步电机单电流弱磁轨迹控制方法，其特征在于，所述转速最大力矩点B1为所述电压限制圆与所述电压限制圆的对称轴的交点。6.根据权利要求1所述的电动汽车永磁同步电机单电流弱磁轨迹控制方法，其特征在于，当所述机械角速度超出所述基速范围时，设定弱磁控制电压，所述永磁同步电机定交轴电流沿第二轨迹运行，所述第二轨迹为以E点为起点，沿定交轴电压轨迹ES运行的曲线；所述E点为基速...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹玉，王生捷，
申请(专利权)人：北京机械设备研究所，
类型：发明
国别省市：