CN108880344A - 一种转矩控制方法和控制装置 - Google Patents

一种转矩控制方法和控制装置 Download PDF

Info

Publication number
CN108880344A
CN108880344A CN201810848168.6A CN201810848168A CN108880344A CN 108880344 A CN108880344 A CN 108880344A CN 201810848168 A CN201810848168 A CN 201810848168A CN 108880344 A CN108880344 A CN 108880344A
Authority
CN
China
Prior art keywords
torque
bridge arm
power device
asc
lower bridge
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201810848168.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108880344B (zh
Inventor
郑易
代康伟
梁海强
刘超
赵贺雪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Electric Vehicle Co Ltd
Original Assignee
Beijing Electric Vehicle Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Electric Vehicle Co Ltd filed Critical Beijing Electric Vehicle Co Ltd
Priority to CN201810848168.6A priority Critical patent/CN108880344B/zh
Publication of CN108880344A publication Critical patent/CN108880344A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108880344B publication Critical patent/CN108880344B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/06—Arrangements for speed regulation of a single motor wherein the motor speed is measured and compared with a given physical value so as to adjust the motor speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • B60L15/2009—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed for braking
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/24—Arrangements for stopping
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Stopping Of Electric Motors (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

本发明公开了一种转矩控制方法和控制装置，包括：获得期望转矩、实际转矩；根据期望转矩、实际转矩，确定是否需要安全停机；若需要，则使功率器件处于断开状态第一预设时间，使功率器件处于闭合状态；确定功率器件断开后所产生的实际制动转矩是否大于制动允许转矩；若是，则获取永磁同步电机的实际转速，并判断实际转速是否大于安全转速；若是，则获取上下桥臂功率器件的故障指示信号，并在上下桥臂功率器件均无故障时，根据轮换ASC标志的当前值，执行上桥臂或下桥臂功率器件的ASC功能第二预设时间；获取永磁同步电机的三相绕组电流，若其中任一相电流大于功率器件电流额定值时，则返回闭合功率器件的步骤。本实施例可实现电机系统安全可靠的制动。

Description

一种转矩控制方法和控制装置
技术领域
本发明涉及电动汽车电机制动的技术领域，尤其涉及一种转矩控制方法和控制装置。
背景技术
保障驾乘人员安全，对于电动汽车的动力系统来说是非常重要的。但车用动力系统一旦出现控制异常，会导致非预期动力输出，此时电机控制器已不能正常控制电机输出转矩了，所以采用电机制动的方法使电机停下来是不可靠的。而且目前纯电动乘用车多采用永磁同步电机作为驱动电机，而车用永磁同步电机，由于转子有永磁体存在，当在高速运行时，即使关断电机逆变器的功率器件，电机定子绕组切割转子磁场，绕线端会产生反电动势，这个反电动会通过逆变器续流回路反向向电池包充电，产生不可控制动转矩，不可控制动转矩可能造成车辆追尾、侧滑等事故。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种转矩控制方法和控制装置，解决了电机系统不能安全可靠减速制动的问题。
依据本发明的一个方面，提供了一种转矩控制方法，应用于电机转矩调节系统，所述电机转矩调节系统包括功率开关电路、永磁同步电机、电机绕组相电压和相电流采样电路、电机转子位置采集电路、控制单元、功率驱动电路和看门狗；所述转矩控制方法，包括：
步骤a，获得所述永磁同步电机的期望转矩和实际转矩；
步骤b，根据所述期望转矩和实际转矩，确定是否需要所述永磁同步电机安全停机，并在需要所述永磁同步电机安全停机时进入步骤c；
步骤c，使所述功率开关电路中的全部的功率器件处于断开状态，保持断开状态第一预设时间后，使全部的所述功率器件处于闭合状态后，进入步骤d；
步骤d，确定全部的所述功率器件断开后所产生的实际制动转矩是否大于制动允许转矩，所述制动允许转矩是不使车辆产生侧滑的最大制动转矩：若是，则进入步骤e，否则，返回步骤c；
步骤e，获取所述永磁同步电机的实际转速，并判断所述实际转速是否大于安全转速，所述安全转速是在关断全部的所述功率器件后产生的制动转矩小于制动允许转矩的最大转速：若是，则进入步骤f，否则，返回步骤c；
步骤f，获取上下桥臂的功率器件的故障指示信号，并在上桥臂功率器件故障下桥臂功率器件无故障时，进入步骤g；在上桥臂功率器件无故障下桥臂功率器件故障时，进入步骤h；在上下桥臂功率器件均无故障时，进入步骤i；
步骤g，执行上桥臂功率器件的主动稳定控制系统ASC功能第二预设时间后，进入步骤j；
步骤h，执行下桥臂功率器件的ASC功能第二预设时间后，进入步骤j；
步骤i，根据轮换ASC标志的当前值，执行上桥臂或下桥臂功率器件的ASC功能第二预设时间后，进入步骤j；
步骤j，获取所述永磁同步电机的三相绕组电流，若其中任一相电流大于所述功率器件电流额定值时，返回步骤c，否则，将轮换ASC标志的取值翻转后，返回步骤e。
可选的，所述步骤b中，所述确定是否需要所述永磁同步电机安全停机，具体包括：
根据预先设定的行驶工况与非预期转矩允许值的对应关系，确定当前的所述非预期转矩允许值，所述非预期转矩允许值为当前工况的所述永磁同步电机可输出的最大安全转矩；
将所述期望转矩、所述实际转矩和所述非预期转矩允许值进行比较；
若所述实际转矩与所述期望转矩方向不同，或者所述实际转矩与所述期望转矩方向相同且所述实际转矩大于所述非预期转矩允许值，则需要所述永磁同步电机安全停机，否则，确定不需要所述永磁同步电机安全停机。
可选的，所述步骤g中，所述执行上桥臂功率器件的ASC功能的步骤包括：闭合全部的上桥臂功率器件，断开全部的下桥臂功率器件；
所述步骤h中，所述执行下桥臂功率器件的ASC功能的步骤包括：闭合全部的下桥臂功率器件，断开全部的上桥臂功率器件。
可选的，所述步骤i具体包括：
当所述轮换ASC标志为0时执行所述上桥臂ASC功能，当所述轮换ASC标志为1时执行所述下桥臂ASC功能；或者，当所述轮换ASC标志为1时执行所述上桥臂ASC功能，当所述轮换ASC标志为0时执行所述下桥臂ASC功能。
可选的，所述功率器件为绝缘栅双极型晶体管IGBT、金属氧化物半导体场效应晶体管MOS或者碳化硅SiC器件。
依据本发明的另一个方面，提供了一种转矩控制装置，应用于电机转矩调节系统，所述电机转矩调节系统包括功率开关电路、永磁同步电机、电机绕组相电压和相电流采样电路、电机转子位置采集电路、控制单元、功率驱动电路和看门狗；其特征在于，包括：
第一获取模块，用于获得所述永磁同步电机的期望转矩和实际转矩；
安全停机判断模块，用于根据所述期望转矩和实际转矩，确定是否需要所述永磁同步电机安全停机，并在需要所述永磁同步电机安全停机时，执行功率器件断开模块；
功率器件断开模块，用于使所述功率开关电路中的全部的功率器件处于断开状态，保持断开状态第一预设时间后，使全部的所述功率器件处于闭合状态；
制动转矩判断模块，用于确定全部的所述功率器件断开所述第一预设时间后所产生的实际制动转矩是否大于制动允许转矩，所述制动允许转矩是不使车辆产生侧滑的最大制动转矩：若是，则执行第二获取模块，否则，执行所述功率器件断开模块；
第二获取模块，用于获取所述永磁同步电机的实际转速，并判断所述实际转速是否大于安全转速，所述安全转速是在关断全部的所述功率器件后产生的制动转矩小于制动允许转矩的最大转速：若是，则执行功第三获取模块，否则，执行所述功率器件断开模块；
第三获取模块，用于获取上下桥臂的功率器件的故障指示信号；
第一故障处理模块，用于在上桥臂功率器件故障下桥臂功率器件无故障时，执行上桥臂功率器件的主动稳定控制系统ASC功能第二预设时间，进而执行第四获取模块；
第二故障处理模块，用于在上桥臂功率器件无故障下桥臂功率器件故障时，执行下桥臂功率器件的ASC功能第二预设时间，进而执行第四获取模块；
第三故障处理模块，用于在上下桥臂功率器件均无故障时，根据轮换ASC标志的当前值，执行所述上桥臂功率器件的ASC功能或所述下桥臂功率器件的ASC功能第二预设时间，进而执行第四获取模块；
第四获取模块，用于获取所述永磁同步电机的三相绕组电流，若其中任一相电流大于所述功率器件电流额定值，则执行所述功率器件断开模块，否则，将轮换ASC标志的取值翻转后，执行所述第二获取模块。
可选的，所述安全停机判断模块，还包括：
非预期转矩允许值确定模块，用于根据预先设定的行驶工况与非预期转矩允许值的对应关系，确定当前的所述非预期转矩允许值，所述非预期转矩允许值为当前工况的所述永磁同步电机可输出的最大安全转矩；
转矩对比模块，用于将所述期望转矩、所述实际转矩和所述非预期转矩允许值进行比较；
安全停机判断模块，用于当所述实际转矩与所述期望转矩方向不同，或者所述实际转矩与所述期望转矩方向相同且所述实际转矩大于非预期转矩允许值时，则判断需要进入安全停机，否则，确定不需要所述永磁同步电机安全停机。
可选的，所述第一故障处理模块中，所述执行上桥臂功率器件的ASC功能，为闭合全部的上桥臂功率器件，断开全部的下桥臂功率器件；
所述第二故障处理模块中，所述执行下桥臂功率器件的ASC功能，为闭合全部的下桥臂功率器件，断开全部的上桥臂功率器件。
可选的，所述第三故障处理模块中，所述根据轮换ASC标志的当前值，执行上桥臂或下桥臂功率器件的ASC功能，为当所述轮换ASC标志为0时执行所述上桥臂ASC功能，当所述轮换ASC标志为1时执行所述下桥臂ASC功能；或者，当所述轮换ASC标志为1时执行所述上桥臂ASC功能，当所述轮换ASC标志为0时执行所述下桥臂ASC功能。
可选的，所述功率器件为绝缘栅双极型晶体管IGBT、金属氧化物半导体场效应晶体管MOS或者碳化硅SiC器件。
本发明的实施例的有益效果是：
本发明实施例，通过控制所述功率开关电路中不同的功率器件的关断与闭合，实现了电机系统安全可靠的制动。当车辆行驶速度高，且电机系统出现输出转矩与预期转矩不符时，采用本实施例所述转矩控制方法和控制装置，可以实现电机系统安全可靠的减速制动，且不会产生大的制动转矩和电流。
附图说明
图1表示本发明实施例的电机转矩调节系统的结构示意图；
图2表示本发明实施例的转矩控制方法的流程图；
图3表示本发明实施例的转矩控制装置的结构框图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
本发明的实施例提供了一种转矩控制方法，应用于电机转矩调节系统。
如图1所示，所述电机转矩调节系统包括功率开关电路1、永磁同步电机2、电机绕组相电压和相电流采样电路3、电机转子位置采集电路4、控制单元5、功率驱动电路6和看门狗7。
所述功率开关电路1是三相逆变电路，每相由上下桥臂的两个功率器件控制，所述功率开关电路1与所述永磁同步电机2的三相绕组相连。通过所述功率器件的导通和断开，将直流高压电供给电机。
具体的，所述功率器件为绝缘栅双极型晶体管IGBT、金属氧化物半导体场效应晶体管MOS或者碳化硅SiC器件，优选的，本实施例所述功率器件为IGBT。
所述永磁同步电机2，定子为三相绕组，转子为永磁体。
所述电机绕组相电压和相电流采样电路3的输入端与所述永磁同步电机2的三相绕组相连，所述电机绕组相电压和相电流采样电路3的输出端与所述控制单元5相连。所述相电流采样电路可以是分流器、电磁式电流互感器、电子式电流互感器、霍尔电流传感器、罗柯夫斯基电流传感器等各种将被测电流信息转化成电压信号的电流传感器。所述相电压采样电路可以是电机定子绕组电压分压采样电路。
所述电机转子位置采集电路4连接所述永磁同步电机2和所述控制单元5，用于将所述永磁同步电机转子位置检测装置的位置信息转化成数字量，发送给所述控制单元5。
所述控制单元5，具有AD转换功能、IO功能和发出脉冲宽度调制(PWM,Pulse WidthModulation)信号的功能，可完成所述永磁同步电机2的实际转矩估算和实际转速的计算，且可以根据所述实际转速、所述实际转矩和所述功率器件的故障信号，发出不同的PWM信号。
具体的，所述控制单元5可以为单片机。
所述功率驱动电路6与所述控制单元5以及所述功率开关电路1连接。可以将所述控制单元5的PWM信号放大成能够驱动所述功率驱动电路6中功率器件的信号，同时能诊断出所述功率器件是否发生短路或断路故障，并将故障信号传给所述控制单元5。所述功率驱动电路6的供电电源由所述看门狗7控制。
所述看门狗7的输入端与所述控制单元5相连，所述看门狗7的输出端与所述功率开关电路1连接。所述看门狗7为外部看门狗，可监控所述控制单元是否正常工作，当所述控制单元5正常工作时，所述看门狗7输出引脚，打开功率驱动电路电源，当所述控制单元5工作异常时，所述看门狗7输出引脚，关断功率驱动电路电源。
结合图1，如图2所示，本实施例所述转矩控制方法，包括以下步骤：
步骤a，获得所述永磁同步电机2的期望转矩和实际转矩。
具体的，所述期望转矩可以通过控制器局域网络(Controller Area Network,CAN)从整车控制器获得。所述实际转矩根据转矩估算算法计算得出，所述转矩估算算法为，利用电机的电压电流等物理信息，计算出电机输出的所述实际转矩，具体采用以下公式：
T＝9550×P/n
其中，P为所述永磁同步电机2的功率，U是所述永磁同步电机2的相电压，I是所述永磁同步电机2的相电流，是所述永磁同步电机2的功率因数，n是所述永磁同步电机2的实际转速，T为所述永磁同步电机2的输出的实际转矩。
所述U和I，通过所述电机绕组相电压和相电流采样电路3获得。
所述实际转速n的算法：
根据所述电机转子位置采集电路4周期性采集的电机转子位置信号，采用以下公式，计算得出所述实际转速n：
其中，Pos(X)指第X次采集得到的转子位置值，Pos(X-1)指第X-1次采集得到的转子位置值，Ts指相邻两次转子位置采集间隔时间。
步骤b，根据所述期望转矩和实际转矩，确定是否需要所述永磁同步电机2安全停机，并在需要所述永磁同步电机2安全停机时进入步骤c。
优选的，所述步骤b中，所述确定是否需要所述永磁同步电机2安全停机，具体包括：
根据预先设定的行驶工况与非预期转矩允许值的对应关系，确定当前的所述非预期转矩允许值，所述非预期转矩允许值为当前工况的所述永磁同步电机2可输出的最大安全转矩，所述最大安全转矩不会致使车辆发生危险。
将所述期望转矩、所述实际转矩和所述非预期转矩允许值进行比较。
若所述实际转矩与所述期望转矩方向不同，或者所述实际转矩与所述期望转矩方向相同且所述实际转矩大于所述非预期转矩允许值，则需要所述永磁同步电机2安全停机，否则，不需要所述永磁同步电机2安全停机。
具体的，当所述永磁同步电机2在运行过程中，所述永磁同步电机2的输出的所述实际转矩与所述期望转矩方向不同，或者，所述永磁同步电机2的输出的所述实际转矩超过所述期望转矩且大于所述非预期转矩允许值时，需在安全制动转矩下使电机停止工作，即进行安全停机的控制。这种工况通常是由电机或电机控制器硬件问题引起的，使电机实际产生的转矩与所述控制单元控制需求不符，在这种情况下，所述控制单元的转矩控制功能不再可靠了，需要用本实施例的转矩控制方法进行制动。
步骤c，使所述功率开关电路1中的全部的功率器件处于断开状态，保持断开状态第一预设时间后，使全部的所述功率器件处于闭合状态后，进入步骤d。
具体的，所述第一预设时间是1～3ms，优选的，可以是2ms。
具体的，所述控制单元5发出使所述功率器件关断的PWM信号，本实施例以低电平代表控制所述功率器件关断的信号，即所述控制单元5输出六路低电平的PWM信号，控制全部的所述功率器件关断。保持第一预设时间后，所述控制单元5发出使所述功率器件闭合的PWM信号，本实施例以高电平代表控制所述功率器件闭合的信号，即所述控制单元5输出六路高电平的PWM信号，控制全部的所述功率器件闭合。
步骤d，确定全部的所述功率器件断开后所产生的实际制动转矩是否大于制动允许转矩，所述制动允许转矩是不使车辆产生侧滑的最大制动转矩：若是，则进入步骤e，否则，返回步骤c。
具体的，同上述转矩估算算法，通过计算得出全部的所述功率器件关断第一预设时间后，所述永磁同步电机2的实际制动转矩。
步骤e，获取所述永磁同步电机2的实际转速，并判断所述实际转速是否大于安全转速，所述安全转速是在关断全部的所述功率器件后产生的制动转矩小于制动允许转矩的最大转速：若是，则进入步骤f，否则，返回步骤c。
具体的，同上述实际转速n的计算方法，计算得出所述永磁同步电机2的实际转速。另外，所述安全转速根据实验得到。
步骤f，获取上下桥臂的功率器件的故障指示信号，并在上桥臂功率器件故障下桥臂功率器件无故障时，进入步骤g；在上桥臂功率器件无故障下桥臂功率器件故障时，进入步骤h；在上下桥臂功率器件均无故障时，进入步骤i。
步骤g，执行上桥臂功率器件的主动稳定控制系统ASC功能第二预设时间后，进入步骤j。
具体的，所述第二预设时间是0.5～1.5ms，优选的，可以是1ms。
具体的，所述执行上桥臂功率器件的ASC功能的步骤包括：闭合全部的上桥臂功率器件，断开全部的下桥臂功率器件。
步骤h，执行下桥臂功率器件的ASC功能第二预设时间后，进入步骤j。
具体的，所述第二预设时间是0.5～1.5ms，优选的，可以是1ms。
具体的，所述执行下桥臂功率器件的ASC功能的步骤包括：闭合全部的下桥臂功率器件，断开全部的上桥臂功率器件。
步骤i，根据轮换ASC标志的当前值，执行上桥臂或下桥臂功率器件的ASC功能第二预设时间后，进入步骤j。
具体的，所述第二预设时间是0.5～1.5ms，优选的，可以是1ms。
具体的，所述根据轮换ASC标志的当前值，执行上桥臂或下桥臂功率器件的ASC功能，包括：当所述轮换ASC标志为0时执行所述上桥臂ASC功能，当所述轮换ASC标志为1时执行所述下桥臂ASC功能；或者，当所述轮换ASC标志为1时执行所述上桥臂ASC功能，当所述轮换ASC标志为0时执行所述下桥臂ASC功能。
本实施例中，上桥臂的所述功率器件或者下桥臂的所述功率开关有故障时，采用关断故障桥臂所述功率器件的方法，可以避免出现所述功率器件上下桥臂直通，将车用高压电源短路的事故的发生。上下桥臂的所述功率器件均无故障时，采用上下桥臂轮换关断的方法，可以使所述功率器件获得更好的热恢复，提高所述功率器件的使用寿命。
步骤j，获取所述永磁同步电机2的三相绕组电流，若其中任一相电流大于所述功率器件电流额定值时，返回步骤c，否则，将轮换ASC标志的取值翻转后，返回步骤e。
本实施例中，当所述相电流大于所述功率器件的额定电流时，采用关断所述功率器件的方法，可使电流下降，有效防止所述功率器件电流过大而烧坏，提高其使用寿命。
本实施例所述转矩控制方法，将主动短路方法与关断全部所述功率器件的方法相结合，根据实际转矩、实际转速和相电流的大小，来确定主动短路方法与关闭全部所述功率器件的方法的切换，且根据所述功率器件的不同故障状态，采用不同的制动方式。通过不同制动方法和不同制动方式的结合使用，实现了电机系统安全可靠的减速制动，达到既不产生大的制动转矩，又不产生大电流的目的。
本实施例还提供了一种转矩制动装置，应用于电机转矩调节系统。如图3所示，所述电机转矩调节系统，包括：
第一获取模块301，用于获得所述永磁同步电机2的期望转矩和实际转矩。
安全停机判断模块302，用于根据所述期望转矩和实际转矩，确定是否需要所述永磁同步电机2安全停机，并在需要所述永磁同步电机2安全停机时，执行功率器件断开模块。
优选的，所述安全停机判断模块302，还包括：
非预期转矩允许值确定模块，用于根据预先设定的行驶工况与非预期转矩允许值的对应关系，确定当前的所述非预期转矩允许值，所述非预期转矩允许值为当前工况的所述永磁同步电机2可输出的最大安全转矩。
转矩对比模块，用于将所述期望转矩、所述实际转矩和所述非预期转矩允许值进行比较。
安全停机判断模块，用于当所述实际转矩与所述期望转矩方向不同，或者所述实际转矩与所述期望转矩方向相同且所述实际转矩大于非预期转矩允许值时，则判断需要进入安全停机，否则，确定不需要所述永磁同步电机安全停机。
功率器件断开模块303，用于使所述功率开关电路1中的全部的功率器件处于断开状态，保持断开状态第一预设时间后，使全部的所述功率器件处于闭合状态。
优选的，所述功率器件为绝缘栅双极型晶体管IGBT、金属氧化物半导体场效应晶体管MOS或者碳化硅SiC器件。
制动转矩判断模块304，用于确定全部的所述功率器件断开所述第一预设时间后所产生的实际制动转矩是否大于制动允许转矩，所述制动允许转矩是不使车辆产生侧滑的最大制动转矩：若是，则执行第二获取模块，否则，执行所述功率器件断开模块。
第二获取模块305，用于获取所述永磁同步电机2的实际转速，并判断所述实际转速是否大于安全转速，所述安全转速是在关断全部的所述功率器件后产生的制动转矩小于制动允许转矩的最大转速：若是，则执行功第三获取模块，否则，执行所述功率器件断开模块。
第三获取模块306，用于获取上下桥臂的功率器件的故障指示信号。
第一故障处理模块307，用于在上桥臂功率器件故障下桥臂功率器件无故障时，执行上桥臂功率器件的主动稳定控制系统ASC功能第二预设时间，进而执行第四获取模块。
优选的，所述执行上桥臂功率器件的ASC功能，为闭合全部的上桥臂功率器件，断开全部的下桥臂功率器件。
第二故障处理模块308，用于在上桥臂功率器件无故障下桥臂功率器件故障时，执行下桥臂功率器件的ASC功能第二预设时间，进而执行第四获取模块。
优选的，所述执行下桥臂功率器件的ASC功能，为闭合全部的下桥臂功率器件，断开全部的上桥臂功率器件。
第三故障处理模块309，用于在上下桥臂功率器件均无故障时，根据轮换ASC标志的当前值，执行所述上桥臂功率器件的ASC功能或所述下桥臂功率器件的ASC功能第二预设时间，进而执行第四获取模块。
优选的，所述根据轮换ASC标志的当前值，执行上桥臂或下桥臂功率器件的ASC功能，为当所述轮换ASC标志为0时执行所述上桥臂ASC功能，当所述轮换ASC标志为1时执行所述下桥臂ASC功能；或者，当所述轮换ASC标志为1时执行所述上桥臂ASC功能，当所述轮换ASC标志为0时执行所述下桥臂ASC功能。
第四获取模块310，用于获取所述永磁同步电机2的三相绕组电流，若其中任一相电流大于所述功率器件电流额定值，则执行所述功率器件断开模块，否则，将轮换ASC标志的取值翻转后，执行所述第二获取模块。
本实施例所述转矩控制装置，将主动短路方法与关断全部所述功率器件的方法相结合，根据实际转矩、实际转速和相电流的大小，来确定主动短路方法与关闭全部所述功率器件的方法的切换，且根据所述功率器件的不同故障状态，采用不同的制动方式。通过不同制动方法和不同制动方式的结合使用，实现了电机系统安全可靠的减速制动，从而达到既不产生大的制动转矩，又不产生大电流的目的。
以上所述的是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种转矩控制方法，应用于电机转矩调节系统，所述电机转矩调节系统包括功率开关电路(1)、永磁同步电机(2)、电机绕组相电压和相电流采样电路(3)、电机转子位置采集电路(4)、控制单元(5)、功率驱动电路(6)和看门狗(7)；其特征在于，包括：
步骤a，获得所述永磁同步电机(2)的期望转矩和实际转矩；
步骤b，根据所述期望转矩和实际转矩，确定是否需要所述永磁同步电机(2)安全停机，并在需要所述永磁同步电机(2)安全停机时进入步骤c；
步骤c，使所述功率开关电路(1)中的全部的功率器件处于断开状态，保持断开状态第一预设时间后，使全部的所述功率器件处于闭合状态后，进入步骤d；
步骤d，确定全部的所述功率器件断开后所产生的实际制动转矩是否大于制动允许转矩，所述制动允许转矩是不使车辆产生侧滑的最大制动转矩：若是，则进入步骤e，否则，返回步骤c；
步骤e，获取所述永磁同步电机(2)的实际转速，并判断所述实际转速是否大于安全转速，所述安全转速是在关断全部的所述功率器件后产生的制动转矩小于制动允许转矩的最大转速：若是，则进入步骤f，否则，返回步骤c；
步骤f，获取上下桥臂的功率器件的故障指示信号，并在上桥臂功率器件故障下桥臂功率器件无故障时，进入步骤g；在上桥臂功率器件无故障下桥臂功率器件故障时，进入步骤h；在上下桥臂功率器件均无故障时，进入步骤i；
步骤g，执行上桥臂功率器件的主动稳定控制系统ASC功能第二预设时间后，进入步骤j；
步骤h，执行下桥臂功率器件的ASC功能第二预设时间后，进入步骤j；
步骤i，根据轮换ASC标志的当前值，执行上桥臂或下桥臂功率器件的ASC功能第二预设时间后，进入步骤j；
步骤j，获取所述永磁同步电机(2)的三相绕组电流，若其中任一相电流大于所述功率器件电流额定值时，返回步骤c，否则，将轮换ASC标志的取值翻转后，返回步骤e。
2.根据权利要求1所述的转矩控制方法，其特征在于，所述步骤b中，所述确定是否需要所述永磁同步电机(2)安全停机，具体包括：
根据预先设定的行驶工况与非预期转矩允许值的对应关系，确定当前的所述非预期转矩允许值，所述非预期转矩允许值为当前工况的所述永磁同步电机(2)可输出的最大安全转矩；
将所述期望转矩、所述实际转矩和所述非预期转矩允许值进行比较；
若所述实际转矩与所述期望转矩方向不同，或者所述实际转矩与所述期望转矩方向相同且所述实际转矩大于所述非预期转矩允许值，则需要所述永磁同步电机(2)安全停机，否则，确定不需要所述永磁同步电机(2)安全停机。
3.根据权利要求1所述的转矩控制方法，其特征在于，
所述步骤g中，所述执行上桥臂功率器件的ASC功能的步骤包括：闭合全部的上桥臂功率器件，断开全部的下桥臂功率器件；
所述步骤h中，所述执行下桥臂功率器件的ASC功能的步骤包括：闭合全部的下桥臂功率器件，断开全部的上桥臂功率器件。
4.根据权利要求1所述的转矩控制方法，其特征在于，所述步骤i具体包括：
当所述轮换ASC标志为0时执行所述上桥臂ASC功能，当所述轮换ASC标志为1时执行所述下桥臂ASC功能；或者，当所述轮换ASC标志为1时执行所述上桥臂ASC功能，当所述轮换ASC标志为0时执行所述下桥臂ASC功能。
5.根据权利要求1所述的转矩控制方法，其特征在于，所述功率器件为绝缘栅双极型晶体管IGBT、金属氧化物半导体场效应晶体管MOS或者碳化硅SiC器件。
6.一种转矩控制装置，应用于电机转矩调节系统，所述电机转矩调节系统包括功率开关电路(1)、永磁同步电机(2)、电机绕组相电压和相电流采样电路(3)、电机转子位置采集电路(4)、控制单元(5)、功率驱动电路(6)和看门狗(7)；其特征在于，包括：
第一获取模块，用于获得所述永磁同步电机(2)的期望转矩和实际转矩；
安全停机判断模块，用于根据所述期望转矩和实际转矩，确定是否需要所述永磁同步电机(2)安全停机，并在需要所述永磁同步电机(2)安全停机时，执行功率器件断开模块；
功率器件断开模块，用于使所述功率开关电路(1)中的全部的功率器件处于断开状态，保持断开状态第一预设时间后，使全部的所述功率器件处于闭合状态；
制动转矩判断模块，用于确定全部的所述功率器件断开所述第一预设时间后所产生的实际制动转矩是否大于制动允许转矩，所述制动允许转矩是不使车辆产生侧滑的最大制动转矩：若是，则执行第二获取模块，否则，执行所述功率器件断开模块；
第二获取模块，用于获取所述永磁同步电机(2)的实际转速，并判断所述实际转速是否大于安全转速，所述安全转速是在关断全部的所述功率器件后产生的制动转矩小于制动允许转矩的最大转速：若是，则执行功第三获取模块，否则，执行所述功率器件断开模块；
第三获取模块，用于获取上下桥臂的功率器件的故障指示信号；
第一故障处理模块，用于在上桥臂功率器件故障下桥臂功率器件无故障时，执行上桥臂功率器件的主动稳定控制系统ASC功能第二预设时间，进而执行第四获取模块；
第二故障处理模块，用于在上桥臂功率器件无故障下桥臂功率器件故障时，执行下桥臂功率器件的ASC功能第二预设时间，进而执行第四获取模块；
第三故障处理模块，用于在上下桥臂功率器件均无故障时，根据轮换ASC标志的当前值，执行所述上桥臂功率器件的ASC功能或所述下桥臂功率器件的ASC功能第二预设时间，进而执行第四获取模块；
第四获取模块，用于获取所述永磁同步电机(2)的三相绕组电流，若其中任一相电流大于所述功率器件电流额定值，则执行所述功率器件断开模块，否则，将轮换ASC标志的取值翻转后，执行所述第二获取模块。
7.根据权利要求6所述的转矩控制装置，其特征在于，所述安全停机判断模块，还包括：
非预期转矩允许值确定模块，用于根据预先设定的行驶工况与非预期转矩允许值的对应关系，确定当前的所述非预期转矩允许值，所述非预期转矩允许值为当前工况的所述永磁同步电机(2)可输出的最大安全转矩；
转矩对比模块，用于将所述期望转矩、所述实际转矩和所述非预期转矩允许值进行比较；
安全停机判断模块，用于当所述实际转矩与所述期望转矩方向不同，或者所述实际转矩与所述期望转矩方向相同且所述实际转矩大于非预期转矩允许值时，则判断需要进入安全停机，否则，确定不需要所述永磁同步电机安全停机。
8.根据权利要求6所述的转矩控制装置，其特征在于，
所述第一故障处理模块中，所述执行上桥臂功率器件的ASC功能，为闭合全部的上桥臂功率器件，断开全部的下桥臂功率器件；
所述第二故障处理模块中，所述执行下桥臂功率器件的ASC功能，为闭合全部的下桥臂功率器件，断开全部的上桥臂功率器件。
9.根据权利要求6所述的转矩控制装置，其特征在于，所述第三故障处理模块中，所述根据轮换ASC标志的当前值，执行上桥臂或下桥臂功率器件的ASC功能，为当所述轮换ASC标志为0时执行所述上桥臂ASC功能，当所述轮换ASC标志为1时执行所述下桥臂ASC功能；或者，当所述轮换ASC标志为1时执行所述上桥臂ASC功能，当所述轮换ASC标志为0时执行所述下桥臂ASC功能。
10.根据权利要求6所述的转矩控制装置，其特征在于，所述功率器件为绝缘栅双极型晶体管IGBT、金属氧化物半导体场效应晶体管MOS或者碳化硅SiC器件。
CN201810848168.6A 2018-07-27 2018-07-27 一种转矩控制方法和控制装置 Active CN108880344B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810848168.6A CN108880344B (zh) 2018-07-27 2018-07-27 一种转矩控制方法和控制装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810848168.6A CN108880344B (zh) 2018-07-27 2018-07-27 一种转矩控制方法和控制装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108880344A true CN108880344A (zh) 2018-11-23
CN108880344B CN108880344B (zh) 2020-01-14

Family

ID=64306402

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810848168.6A Active CN108880344B (zh) 2018-07-27 2018-07-27 一种转矩控制方法和控制装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108880344B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110571763A (zh) * 2019-09-29 2019-12-13 宝能汽车有限公司 一种电机保护电路
CN111009881A (zh) * 2019-12-11 2020-04-14 珠海格力电器股份有限公司 一种igbt保护方法及电机系统
EP3709499A1 (en) * 2019-03-13 2020-09-16 Sungrow Power Supply Co., Ltd. Motor controller, active short circuit thereof, and method for controlling active short via the same
CN112404138A (zh) * 2020-09-23 2021-02-26 广东韶钢松山股份有限公司 一种立式轧机提升机构的控制方法及系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0781680A2 (en) * 1995-12-27 1997-07-02 Denso Corporation Power source control apparatus for hybrid vehicles
CN102963360A (zh) * 2011-08-31 2013-03-13 本田技研工业株式会社 车辆的控制装置
CN106031021A (zh) * 2014-02-19 2016-10-12 日立汽车系统株式会社 电动机的驱动控制装置及驱动控制方法
CN106797191A (zh) * 2014-08-06 2017-05-31 株式会社电装 旋转电机的控制装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0781680A2 (en) * 1995-12-27 1997-07-02 Denso Corporation Power source control apparatus for hybrid vehicles
CN102963360A (zh) * 2011-08-31 2013-03-13 本田技研工业株式会社 车辆的控制装置
CN106031021A (zh) * 2014-02-19 2016-10-12 日立汽车系统株式会社 电动机的驱动控制装置及驱动控制方法
CN106797191A (zh) * 2014-08-06 2017-05-31 株式会社电装 旋转电机的控制装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3709499A1 (en) * 2019-03-13 2020-09-16 Sungrow Power Supply Co., Ltd. Motor controller, active short circuit thereof, and method for controlling active short via the same
US11177751B2 (en) * 2019-03-13 2021-11-16 Sungrow Power Supply Co., Ltd. Motor controller, active short circuit thereof, and method for controlling active short via the same
CN110571763A (zh) * 2019-09-29 2019-12-13 宝能汽车有限公司 一种电机保护电路
CN111009881A (zh) * 2019-12-11 2020-04-14 珠海格力电器股份有限公司 一种igbt保护方法及电机系统
CN111009881B (zh) * 2019-12-11 2021-07-13 珠海格力电器股份有限公司 一种igbt保护方法及电机系统
CN112404138A (zh) * 2020-09-23 2021-02-26 广东韶钢松山股份有限公司 一种立式轧机提升机构的控制方法及系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN108880344B (zh) 2020-01-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108880344A (zh) 一种转矩控制方法和控制装置
US9673744B2 (en) Operating state circuit for inverter and method for setting operating states of an inverter
USRE42200E1 (en) Fault handling of inverter driven PM motor drives
KR102087573B1 (ko) 인버터용 작동 상태 회로, 및 인버터의 작동 상태 설정 방법
CN103262408B (zh) 功率转换装置
US11387766B2 (en) Control circuit for electric power converter
US8559143B2 (en) Vehicle control system
CN107458231B (zh) 驱动用于永磁同步马达的逆变电路的控制器和方法
CN105514941A (zh) 电动汽车逆变器保护装置及其保护方法
US20090195199A1 (en) Motor drive device
EP2464004A2 (en) Rotator control device, rotator system, vehicle, electric car and electric generation system
EP3612847B1 (en) Vehicle and control method thereof and system
CN205509478U (zh) 电动汽车逆变器保护装置
JP2009201194A (ja) 回転電機の異常検出装置および異常検出方法
JP2008141868A (ja) 電動機システム
CN104242741B (zh) 用于实施补救性电短路的系统和方法
CN108566131B (zh) 一种双余度永磁同步电机线圈匝间短路故障在线诊断方法
CN106575925B (zh) 电力转换装置
CN102055393B (zh) 电动机控制装置
CN111038261A (zh) 拖车保护方法
CN110729701A (zh) 一种永磁同步电机伺服控制系统的控制方法
JP2015198461A (ja) インバータ制御装置
CN106452269A (zh) 一种用于电动车辆的高可靠性交流电机控制装置
CN108429510A (zh) 用于电动机或发电机的方法和控制单元
CN106416054A (zh) 用于变换电机的运行状态的方法和用于变换电机的运行状态的装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant