CN107294433A - 一种车用永磁同步电机扭矩在线校正系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种车用永磁同步电机扭矩在线校正系统，其包括弱磁电流发生模块、最优扭矩电流比控制模块MTPA、电流仲裁模块、第一加法器、第二加法器、第一PI调节器、第二PI调节器、第三PI调节器、逆变电路。本发明无需外挂昂贵的扭矩传感器，计算直流功率P并和电机控制器请求功率P2比较，当P和P2不相等时将iq_ref4进行修正并赋值给iq_ref，将iq_ref送入第一PI调节器PI1，实现永磁同步电机扭矩在线校正。

Description

一种车用永磁同步电机扭矩在线校正系统

技术领域

本发明涉及到新能源汽车技术领域，特别是一种车用永磁同步电机扭矩在线校正系统。

背景技术

扭矩控制即电机控制器以电机的输出扭矩为目的，速度大小和外部负载有关，此时电机控制器一般无速度环只有扭矩环。整车控制器根据车辆参数，油门及对电机控制器的请求扭矩控制车辆运行。现有技术对扭矩的控制一般为离线标定校正，电机运行时由于温度，磁场等变化会造成扭矩精度下降，如电机输出扭矩不精准或波动较大不仅仅会影响控制严重者造成车辆失控危及人身安全，所以对于车用电机来说扭矩控制的精度显得格外重要。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种车用永磁同步电机扭矩在线校正系统，一种车用永磁同步电机扭矩在线校正系统，其包括弱磁电流发生模块、最优扭矩电流比控制模块MTPA、电流仲裁模块、第一加法器、第二加法器、第一PI调节器、第二PI调节器、第三PI调节器、逆变电路；

电机控制器将扭矩请求T_ref注入永磁同步电机的最优扭矩电流比控制模块MTPA，转化为交轴电流请求iq_ref1和直轴电流请求id_ref1；

逆变器最大输出电压u_max减去u得到误差err_3,将err_3送入第三PI调节器PI3,执行第三PI调节器PI3得到直轴电流请求id_ref2,将id_ref2通过第二加法器和id_ref1相加得到直轴电流请求id_ref；

电机控制器获取直轴电流id,id_ref减去id得到误差err2，将err2送入第二PI调节器PI2，执行第二PI调节器PI2得到直轴电压ud；

弱磁电流发生模块根据永磁同步电机转矩公式

T_ref＝1.5×p×(fai×iq_ref2+(ld-lq)×id_ref×iq_ref2)得到交轴电流请求iq_ref2，

式中p为电机极对数，ld为电机直轴电感，lq为电机交轴电感，fai为电机磁链；

iq_ref2和iq_ref1同时送入电流仲裁模块，当id_ref<0时电流仲裁模块将iq_ref2赋值给iq_ref4,当id_ref>＝0时电流仲裁模块将iq_ref1赋值给iq_ref4；

对永磁同步电机扭矩进行在线校正，具体包括以下步骤：

S1：获取母线电流idc、母线电压vdc、交轴电流iq、直轴电流id、第一PI调节器PI1输出的交轴电压uq、第二PI调节器PI2输出的直轴电压ud以及扭矩请求T_ref对应的电机效率eff和当前电机转速spd；

S2:计算直流功率P为idc与vdc的乘积即P＝vdc×idc，根据S71中得到的eff得到电机实际输出功率P1为P与eff的乘积；

S3:电机控制器根据电机转速spd、扭矩请求T_ref和扭矩转速公式得到电机控制器请求功率P2＝spd*T_ref/9550；设功率差P_diff为P2与P1的差值，判断P_diff是否大于0，如大于0则电机控制器请求功率大于电机实际输出功率，则通过第一加法器将iq_ref设置为iq_ref4与acc的和；

S4：如小于0则说明电机实际输出功率大于请求功率，则通过第一加法器将iq_ref设置为iq_ref4与dcc的差；

S5:iq_ref减去iq得到误差err1，err1送入第一PI调节器PI1，执行第一PI调节器PI1得到交轴电压uq；

S6：uq和ud合成电压u即u＝Sqrt(ud^2+uq^2),u注入逆变电路实现扭矩在线校正。

本发明具有以下有益效果：

本发明无需外挂昂贵的扭矩传感器，计算直流功率P并和电机控制器请求功率P2比较，当P和P2不相等时将iq_ref4进行修正并赋值给iq_ref，将iq_ref送入第一PI调节器PI1，实现永磁同步电机扭矩在线校正。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的车用永磁同步电机扭矩在线校正系统示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供了本发明提供了一种车用永磁同步电机扭矩在线校正系统，一种车用永磁同步电机扭矩在线校正系统，其包括弱磁电流发生模块、最优扭矩电流比控制模块MTPA、电流仲裁模块、第一加法器、第二加法器、第一PI调节器、第二PI调节器、第三PI调节器、逆变电路；

电机控制器将扭矩请求T_ref注入永磁同步电机的最优扭矩电流比控制模块MTPA，转化为交轴电流请求iq_ref1和直轴电流请求id_ref1；

逆变器最大输出电压u_max减去u得到误差err_3,将err_3送入第三PI调节器PI3,执行第三PI调节器PI3得到直轴电流请求id_ref2,将id_ref2通过第二加法器和id_ref1相加得到直轴电流请求id_ref；

电机控制器获取直轴电流id,id_ref减去id得到误差err2，将err2送入第二PI调节器PI2，执行第二PI调节器PI2得到直轴电压ud；

弱磁电流发生模块根据永磁同步电机转矩公式

T_ref＝1.5×p×(fai×iq_ref2+(ld-lq)×id_ref×iq_ref2)得到交轴电流请求iq_ref2，

式中p为电机极对数，ld为电机直轴电感，lq为电机交轴电感，fai为电机磁链；

iq_ref2和iq_ref1同时送入电流仲裁模块，当id_ref<0时电流仲裁模块将iq_ref2赋值给iq_ref4,当id_ref>＝0时电流仲裁模块将iq_ref1赋值给iq_ref4；

对永磁同步电机扭矩进行在线校正，具体包括以下步骤：

S1：获取母线电流idc、母线电压vdc、交轴电流iq、直轴电流id、第一PI调节器PI1输出的交轴电压uq、第二PI调节器PI2输出的直轴电压ud以及扭矩请求T_ref对应的电机效率eff和当前电机转速spd；

S2:计算直流功率P为idc与vdc的乘积即P＝vdc×idc，根据S71中得到的eff得到电机实际输出功率P1为P与eff的乘积；

S3:电机控制器根据电机转速spd、扭矩请求T_ref和扭矩转速公式得到电机控制器请求功率P2＝spd*T_ref/9550；设功率差P_diff为P2与P1的差值，判断P_diff是否大于0，如大于0则电机控制器请求功率大于电机实际输出功率，则通过第一加法器将iq_ref设置为iq_ref4与acc的和；

S4：如小于0则说明电机实际输出功率大于请求功率，则通过第一加法器将iq_ref设置为iq_ref4与dcc的差；

S5:iq_ref减去iq得到误差err1，err1送入第一PI调节器PI1，执行第一PI调节器PI1得到交轴电压uq；

S6：uq和ud合成电压u即u＝Sqrt(ud^2+uq^2),u注入逆变电路实现扭矩在线校正。

本发明无需外挂昂贵的扭矩传感器，计算直流功率P并和电机控制器请求功率P2比较，当P和P2不相等时将iq_ref4进行修正并赋值给iq_ref，将iq_ref送入第一PI调节器PI1，实现永磁同步电机扭矩在线校正。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (1)

1.一种车用永磁同步电机扭矩在线校正系统，其特征在于，包括弱磁电流发生模块、最优扭矩电流比控制模块MTPA、电流仲裁模块、第一加法器、第二加法器、第一PI调节器、第二PI调节器、第三PI调节器、逆变电路；

电机控制器将扭矩请求T_ref注入永磁同步电机的最优扭矩电流比控制模块MTPA，转化为交轴电流请求iq_ref1和直轴电流请求id_ref1；

逆变器最大输出电压u_max减去u得到误差err_3,将err_3送入第三PI调节器PI3,执行第三PI调节器PI3得到直轴电流请求id_ref2,将id_ref2通过第二加法器和id_ref1相加得到直轴电流请求id_ref；

电机控制器获取直轴电流id,id_ref减去id得到误差err2，将err2送入第二PI调节器PI2，执行第二PI调节器PI2得到直轴电压ud；

弱磁电流发生模块根据永磁同步电机转矩公式

T_ref＝1.5×p×(fai×iq_ref2+(ld-lq)×id_ref×iq_ref2)得到交轴电流请求iq_ref2，

式中p为电机极对数，ld为电机直轴电感，lq为电机交轴电感，fai为电机磁链；

iq_ref2和iq_ref1同时送入电流仲裁模块，当id_ref<0时电流仲裁模块将iq_ref2赋值给iq_ref4,当id_ref>＝0时电流仲裁模块将iq_ref1赋值给iq_ref4；

对永磁同步电机扭矩进行在线校正，具体包括以下步骤：

S1：获取母线电流idc、母线电压vdc、交轴电流iq、直轴电流id、第一PI调节器PI1输出的交轴电压uq、第二PI调节器PI2输出的直轴电压ud以及扭矩请求T_ref对应的电机效率eff和当前电机转速spd；

S2:计算直流功率P为idc与vdc的乘积即P＝vdc×idc，根据S71中得到的eff得到电机实际输出功率P1为P与eff的乘积；

S3:电机控制器根据电机转速spd、扭矩请求T_ref和扭矩转速公式得到电机控制器请求功率P2＝spd*T_ref/9550；设功率差P_diff为P2与P1的差值，判断P_diff是否大于0，如大于0则电机控制器请求功率大于电机实际输出功率，则通过第一加法器将iq_ref设置为iq_ref4与acc的和；

S4：如小于0则说明电机实际输出功率大于请求功率，则通过第一加法器将iq_ref设置为iq_ref4与dcc的差；

S5:iq_ref减去iq得到误差err1，err1送入第一PI调节器PI1，执行第一PI调节器PI1得到交轴电压uq；

S6：uq和ud合成电压u即u＝Sqrt(ud^2+uq^2),u注入逆变电路实现扭矩在线校正。