CN110429890A - 电机转矩的控制方法、电动设备及计算机可读存储介质 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例公开了一种电机转矩的控制方法，所述控制方法包括：在d轴电流需要变化时，确定d轴电流的变化量；根据d轴电流的变化量计算维持电机转矩值稳定的目标q轴电流；以及在将d轴电流调整至目标d轴电流的同时，将q轴电流调整至所述目标q轴电流；对所述待解锁的对象进行解锁。本申请还公开一种应用所述方法的电动设备。本申请提供的控制方法及电动设备，当d轴电流变化时，所述q轴电流也同时变化调整，从而补偿所述d轴电流变化导致的电机转矩值的变化，而维持所述电机转矩值稳定，即，维持所述电机转矩值为恒定值，从而避免了电机速度波动的问题，提高了电动设备的使用体验。

Description

电机转矩的控制方法、电动设备及计算机可读存储介质
技术领域
本发明涉及电动控制领域，具体涉及一种电机转矩的控制方法、电动设备及计算机可读存储介质。
背景技术
现有技术中，电动设备，例如电动汽车的电机转动中，随着转速的变化，产生的反电动势也相应变化。如果采用恒定的转矩电流进行驱动，由于反电动势的变化会导致电机转矩发生变化，而使得造成电机速度波动，影响了电动设备的使用体验。
发明内容
本发明实施例提供了一种电机转矩的控制方法、电动设备及计算机可读存储介质，可以有效维持电机转矩的稳定性，提高使用体验。
一方面，本申请提供一种电机转矩的控制方法，所述控制方法包括：在d轴电流需要变化时，确定d轴电流的变化量；根据d轴电流的变化量计算维持电机转矩值稳定的目标q轴电流；以及在将d轴电流调整至目标d轴电流的同时，将q轴电流调整至所述目标q轴电流。
另一方面，本申请提供一种电动设备，所述电动设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序用于供处理器调用后执行一种电机转矩的控制方法，所述控制方法包括：在d轴电流需要变化时，确定d轴电流的变化量；根据d轴电流的变化量计算维持电机转矩值稳定的目标q轴电流；以及在将d轴电流调整至目标d轴电流的同时，将q轴电流调整至所述目标q轴电流。
再一方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于供计算机调用后执行一种电机转矩的控制方法，所述控制方法包括：在d轴电流需要变化时，确定d轴电流的变化量；根据d轴电流的变化量计算维持电机转矩值稳定的目标q轴电流；以及在将d轴电流调整至目标d轴电流的同时，将q轴电流调整至所述目标q轴电流。
根据本申请的电机转矩的控制方法、电动设备，当d轴电流变化时，所述q轴电流也同时变化调整，从而补偿所述d轴电流变化导致的电机转矩值的变化，而维持所述电机转矩值稳定，即，维持所述电机转矩值为恒定值，从而避免了电机速度波动的问题，提高了电动设备的使用体验。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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为本发明一实施例提供的电机转矩的控制方法的流程示意图。
图2为本发明另一实施例提供的电机转矩的控制方法的流程示意图。
图3为本申请一实施例中的电动设备的功能模块图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，为本申请一实施例中的电机转矩的控制方法的流程图。所述控制方法应用于一电动装置中。如图1所示，所述控制方法可包括以下步骤：
S101、在d轴电流需要变化时，确定d轴电流的变化量。
S102、根据d轴电流的变化量计算维持电机转矩值稳定的目标q轴电流。
S103、在将d轴电流调整至目标d轴电流的同时，将q轴电流调整至所述目标q轴电流。
从而，本申请中，当d轴电流变化时，所述q轴电流也同时变化调整，从而补偿所述d轴电流变化导致的电机转矩值的变化，而维持所述电机转矩值稳定，即，维持所述电机转矩值为恒定值，从而避免了电机速度波动的问题，提高了电动设备的使用体验。
其中，所述d轴电流为励磁电流，至少用于抑制反电动势，所述q轴电流为转矩电流，用于产生转矩力。所述d轴电流和所述q轴电流为三相电流在d轴和q轴方向上的分矢量得出。其中，当d轴电流增大时，所述q轴电流减小，反之，当d轴电流减小时，所述q轴电流增大。
在一些实施例中，所述步骤S102“根据d轴电流的变化量计算维持电机转矩值稳定的目标q轴电流”包括：根据d轴电流的变化量确定需要调整至的目标d轴电流；在使得根据调整前的d轴电流和q轴电流得出的电机转矩值与根据调整后的目标d轴电流和目标q轴电流得出的电机转矩值相等的情况下，计算得出所述目标q轴电流。
即，所述电机转矩值至少根据d轴电流和q轴电流得出，从而，在调整之前，所述电机转矩值为根据调整前的d轴电流和q轴电流得出，在调整之后，所述电机转矩值为根据调整后的目标d轴电流和目标q轴电流得出，调整前的d轴电流和q轴电流为已知，例如根据上一次调整得出，而根据d轴电流的变化量又得出了需要调整至的目标d轴电流，因此，可以计算得出所述目标q轴电流这个唯一的未知数。
其中，所述根据d轴电流的变化量确定需要调整至的目标d轴电流，可包括：将当前的d轴电流加上d轴电流的变化量得出需要调整至的目标d轴电流。
其中，在一些实施例中，所述在使得根据调整前的d轴电流和q轴电流得出的电机转矩值与根据调整后的目标d轴电流和目标q轴电流得出的电机转矩值相等的情况下，计算得出所述目标q轴电流，包括：
根据第一公式：Tem＝1.5p[ψfiq+(Ld-Lq)idiq]＝1.5p[ψfiq’+(Ld-Lq)(id+Δid)iq’]，计算得出目标q轴电流iq’。
其中，Tem为电极转矩值，P为电极对数，ψf为磁通量，Ld为d轴电感，Lq为q轴电感，id为d轴电流，Δid为d轴电流的变化量，iq为q轴电流，iq’为目标q轴电流。
其中，1.5p[ψfiq+(Ld-Lq)idiq]为计算出的调整之前的所述电机转矩值，1.5p[ψfiq’+(Ld-Lq)(id+Δid)iq’为调整之后的所述电机转矩值，本申请中，为了维持电机转速的稳定性，则需要维持调整前后的所述电机转矩值相等，从而通过上述第一公式即可计算得出所述目标q轴电流iq’。
进一步的，所述根据第一公式计算得出目标q轴电流iq’可进一步包括：
将所述第一公式转换为第二公式：
根据上述第二公式计算目标q轴电流iq’，其中，所述电极对数P为常数，磁通量ψf、d轴电感Ld、q轴电感Lq、d轴电流id、d轴电流的变化量Δid、q轴电流iq为已知数。
其中，所述电极对数为电极对的数量，由电动设备的硬件结构确定，为常数。
所述d轴电流id、q轴电流iq可为根据上一次的调节确定出来的值，例如，本申请的将当前的d轴电流加上d轴电流的变化量得出需要调整至的目标d轴电流后，所述目标d轴电流即为下一次调节的d轴电流id，而计算出目标q轴电流iq’后，所述目标q轴电流iq’即可为下一次调节的q轴电流iq。
磁通量ψf为电机中的磁通量，所述d轴电感Ld、q轴电感Lq为分别在d轴和q轴方向上的电感值，可实时测量或计算得出。
其中，d轴电流的变化量Δid的计算/得出的方式具体将在下面进行阐述。
在一些实施例中，所述步骤S101“在d轴电流需要变化时，确定d轴电流的变化量”，包括：在确定电机转动过程中反电动势发生变化时，确定d轴电流需要变化；以及至少根据电机转动过程中反电动势的变化确定d轴电流的变化量Δid。
其中，所述d轴电流的至少一个作用是用于压制所述反电动势，因此，所述d轴电流随着反电动势的变化而变化，所述d轴电流的变化量Δid也可以根据反电动势的变化确定得出。
在一些实施例中，所述d轴电流一直为负值，所述至少根据电机转动过程中反电动势的变化确定d轴电流的变化量Δid，包括：在所述反电动势增大时，至少根据电机转动过程中反电动势的变化值得出所述d轴电流的为负值的变化量Δid。
从而，由于d轴电流一直为负值，在反电动势增大，确定出的变化量Δid为负值，从而，变化后的目标d轴电流为负值的d轴电流加上为负值的变化量Δid，绝对值将变大，从而可压制增大的反电动势。
在一些实施例中，所述至少根据电机转动过程中反电动势的变化量确定d轴电流的变化量，还包括：在所述反电动势减小时，至少根据电机转动过程中反电动势的变化值得出所述d轴电流的为正值的变化量。
从而，由于d轴电流一直为负值，在反电动势减小时，确定出的变化量Δid为正值，从而，变化后的目标d轴电流为负值的d轴电流加上为正值的变化量Δid，绝对值将变小，从而可在维持压制减小的反电动势的同时，减少功率损耗。
其中，所述d轴电流的变化量的绝对值与所述反电动势的变化值的绝对值正相关。
即，在变化量的正负由前述的关系确定之外，d轴电流的变化量的多少与所述反电动势的变化值的多少正相关的。例如，在所述反电动势增大时，确定d轴电流的变化量为负值，同时，在反电动势的变化值越大时，所述负值越大。又例如，在所述反电动势减小时，确定d轴电流的变化量为正值，同时，在反电动势的变化值越大时，所述正值越大。
在一些实施例中，所述d轴电流的变化量Δid还可进一步根据磁通量、电感等参数的变化得出。
其中，所述反电动势可实时检测出或计算出，例如通过电压表测出，或者通过其他参数实时计算得出。根据先后测量出的反电动势而可确定反电动势是否变化、变化的方向(增大还是减小)以及变化值。
在一些实施例中，所述控制方法还包括：将供电电源提供的三相电流进行坐标转换，转换为所述d轴电流和所述q轴电流，如前所述，所述d轴电流为励磁电流，至少用于抑制反电动势，所述q轴电流为转矩电流，用于产生转矩力。
即，本申请中的d轴电流和所述q轴电流为通过三相电流进行坐标转换得出的d轴方向的电流以及q轴方向上的电流，且分别用于抑制反电动势和产生转矩力。
其中，所述d轴方向和q轴方向根据反电动势的抑制以及电机转矩的产生的需求进行确定。
在一些实施例中，所述变化量Δid的计算/得出方式还可包括：当期望电压矢量大于供电电源的直流电压的输出最大值Udc的/时减小d轴电流id，从而避免电压矢量过大导致SVPWM过调制。
其中，如前所述，由于d轴电流id一直为负值，从而减小d轴电流id实际上增大了d轴电流id的绝对值，从而增大了对反电动势的抑制，即进一步进行了弱磁。
请参阅图2，为本申请另一实施例中的电机转矩的控制方法的流程图。所述控制方法应用于一电动装置中。如图2所示，在另一实施例中，所述控制方法可包括以下步骤：
S201、将供电电源提供的三相电流进行坐标转换，转换为d轴电流和q轴电流。
S202、在d轴电流需要变化时，确定d轴电流的变化量。
S203、根据d轴电流的变化量计算维持电机转矩值稳定的目标q轴电流。
S204、在将d轴电流调整至目标d轴电流的同时，将q轴电流调整至所述目标q轴电流。
即，在另一实施例中，在图1所示的流程图中的方法步骤之前，还包括步骤：将供电电源提供的三相电流进行坐标转换，转换为所述d轴电流和所述q轴电流。
即，在转换得出所述d轴电流和所述q轴电流后，再执行相应的控制而维持电机转矩的稳定性。
其中，步骤S202-S204与图1中的步骤S101-S103分别一一对应，更具体的内容可参考图1的相关描述，在此不再赘述。
请参阅图3，为本申请实施例中的电动设备100的功能模块图。如图3所示，所述电动设备100包括存储器10以及处理器20。
其中，所述存储器10存储有计算机程序，所述处理器20用于调用所述计算机程序执行如图1或图2中的控制方法中的部分或全部步骤对应的操作。
例如，所述处理器20用于在d轴电流需要变化时，确定d轴电流的变化量；根据d轴电流的变化量计算维持电机转矩值稳定的目标q轴电流；以及在将d轴电流调整至目标d轴电流的同时，将q轴电流调整至所述目标q轴电流。
其中，所述处理器根据d轴电流的变化量确定维持电机转矩稳定的目标q轴电流，可包括：根据d轴电流的变化量确定需要调整至的目标d轴电流；在使得根据调整前的d轴电流和q轴电流得出的电机转矩值与根据调整后的目标d轴电流和目标q轴电流得出的电机转矩值相等的情况下，计算得出所述目标q轴电流。
其中，所述处理器在使得根据调整前的d轴电流和q轴电流得出的电机转矩值与根据调整后的目标d轴电流和目标q轴电流得出的电机转矩值相等的情况下，计算得出所述目标q轴电流，包括：根据第一公式：Tem＝1.5p[ψfiq+(Ld-Lq)idiq]＝1.5p[ψfiq’+(Ld-Lq)(id+Δid)iq’]，计算得出目标q轴电流iq’；其中，Tem为电极转矩值，P为电极对数，ψf为磁通量，Ld为d轴电感，Lq为q轴电感，id为d轴电流，Δid为d轴电流的变化量，iq为q轴电流，iq’为目标q轴电流。
其中，所述处理器根据第一公式计算得出目标q轴电流iq’包括：将所述第一公式转换为第二公式：
根据上述第二公式计算目标q轴电流iq’，其中，所述电极对数P为常数，磁通量ψf、d轴电感Ld、为q轴电感Lq、d轴电流id、d轴电流的变化量Δid、q轴电流iq为已知数。
其中，所述处理器在d轴电流需要变化时，确定d轴电流的变化量，包括：在确定电机转动过程中反电动势发生变化时，确定d轴电流需要变化；以及至少根据电机转动过程中反电动势的变化确定d轴电流的变化量。
其中，所述d轴电流用于压制所述反电动势，所述d轴电流一直为负值，所述处理器至少根据电机转动过程中反电动势的变化确定d轴电流的变化量，包括：在所述反电动势增大时，至少根据电机转动过程中反电动势的变化值得出所述d轴的为负值的变化量。
其中，所述处理器至少根据电机转动过程中反电动势的变化量确定d轴电流的变化量，还包括：在所述反电动势减小时，至少根据电机转动过程中反电动势的变化值得出所述d轴的为正值的变化量。
其中，所述d轴电流的变化量的绝对值与所述反电动势的变化值的绝对值正相关。
如图3所示，所述电动设备100还包括供电电源30，所述供电电源30用于提供三相电流，所述三相电流用于供转换为所述d轴电流和所述q轴电流。
进一步的，所述处理器还用于将供电电源提供的三相电流进行坐标转换，转换为所述d轴电流和所述q轴电流，其中，所述d轴电流为励磁电流，至少用于抑制反电动势，所述q轴电流为转矩电流，用于产生转矩力。
具体的，可为所述处理器20通过坐标换算算法，将所述三相电流转换为所述d轴电流和所述q轴电流。
其中，所述处理器20可为中央处理器(CPU)、微控制器、单片机、数字信号处理器等处理芯片。所述存储器10可为固态存储器、存储卡等存储设备。
所述供电电源30可包括交流转交流(AC to AC)转换装置，用于将市电电源转换为更低电压的三相电流，或者，所述供电电源30也可包括直流转交流(DC to AC)转换装置，用于将蓄电池等直流电源提供的直流电转换为三相电流。
在一些实施例中，所述供电电源30也可包括直流电源或者包括交流转直流转换装置，而可提供直流电。
本发明实施例所涉及到的电动设备100可为电动汽车、电动玩具、电动吸尘器等等电动设备。
本发明实施例还提供一种计算机存储介质，其中，该计算机存储介质存储用于电子数据交换的计算机程序，该计算机程序使得计算机执行如上述方法实施例中记载的任何一种控制方法的部分或全部步骤。
本发明实施例还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储了计算机程序的非瞬时性计算机可读存储介质，所述计算机程序可操作来使计算机执行如上述方法实施例中记载的任何一种控制方法的部分或全部步骤。
需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
另外，在本发明中执行各个实施例中的方法步骤的处理器可集成有多个功能单元来分别执行各个步骤，或者，也可以是各个功能单元单独物理存在，例如电动设备100包括多个控制器等功能单元来分别执行对应的方法步骤。其中，电动设备100包括的各个功能单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件程序模块的形式实现。
所述集成的功能单元如果以软件程序模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储器中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储器中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储器包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储器中，存储器可以包括：闪存盘、只读存储器(英文：Read-Only Memory，简称：ROM)、随机存取器(英文：Random Access Memory，简称：RAM)、磁盘或光盘等。
以上对本发明实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种电机转矩的控制方法，所述控制方法包括：
在d轴电流需要变化时，确定d轴电流的变化量；
根据d轴电流的变化量计算维持电机转矩值稳定的目标q轴电流；以及
在将d轴电流调整至目标d轴电流的同时，将q轴电流调整至所述目标q轴电流。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述根据d轴电流的变化量确定维持电机转矩稳定的目标q轴电流，包括：
根据d轴电流的变化量确定需要调整至的目标d轴电流；
在使得根据调整前的d轴电流和q轴电流得出的电机转矩值与根据调整后的目标d轴电流和目标q轴电流得出的电机转矩值相等的情况下，计算得出所述目标q轴电流。
3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述在使得根据调整前的d轴电流和q轴电流得出的电机转矩值与根据调整后的目标d轴电流和目标q轴电流得出的电机转矩值相等的情况下，计算得出所述目标q轴电流，包括：
根据第一公式：Tem＝1.5p[ψfiq+(Ld-Lq)idiq]＝1.5p[ψfiq’+(Ld-Lq)(id+Δid)iq’]，计算得出目标q轴电流iq’；
其中，Tem为电极转矩值，P为电极对数，ψf为磁通量，Ld为d轴电感，Lq为q轴电感，id为d轴电流，Δid为d轴电流的变化量，iq为q轴电流，iq’为目标q轴电流。
4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述根据第一公式计算得出目标q轴电流iq’包括：
将所述第一公式转换为第二公式：
根据上述第二公式计算目标q轴电流iq’，其中，所述电极对数P为常数，磁通量ψf、d轴电感Ld、q轴电感Lq、d轴电流id、d轴电流的变化量Δid、q轴电流iq为已知数。
5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述在d轴电流需要变化时，确定d轴电流的变化量，包括：
在确定电机转动过程中反电动势发生变化时，确定d轴电流需要变化；以及
至少根据电机转动过程中反电动势的变化确定d轴电流的变化量。
6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，其中，所述d轴电流用于压制所述反电动势，所述d轴电流一直为负值，所述至少根据电机转动过程中反电动势的变化确定d轴电流的变化量，包括：
在所述反电动势增大时，至少根据电机转动过程中反电动势的变化值得出所述d轴电流的为负值的变化量；
在所述反电动势减小时，至少根据电机转动过程中反电动势的变化值得出所述d轴电流的为正值的变化量。
7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述d轴电流的变化量的绝对值与所述反电动势的变化值的绝对值正相关。
8.根据权利要求1-7任一项所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
将供电电源提供的三相电流进行坐标转换，转换为所述d轴电流和所述q轴电流，其中，所述d轴电流为励磁电流，至少用于抑制反电动势，所述q轴电流为转矩电流，用于产生转矩力。
9.一种电动设备，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序用于供处理器调用后执行如权利要求1-8任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于供计算机调用后执行如权利要求1-8任一项所述的方法。
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