CN114257143A - 一种锂电传动系统中永磁电机的调磁控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种锂电传动系统中永磁电机的调磁控制方法，包括在DSP处理器中预设永磁电机在不同工况下永磁电机的q轴电流数值；电流检测电路检测永磁电机的q轴电流数值，以判断永磁电机当前所处工况；DSP处理器基于上述判断后的当前所处工况，输出调控信号至调磁控制编码电路中，选择发出不同调磁控制信号；根据获取到的不同调磁控制信号，电机控制器控制永磁电机发出匹配的转矩和转速，本发明采用不同的调磁控制编码电路控制方法，解决不同工况下永磁电机转矩小和输入功率不足的难点，解决了加速阶段电流输入不足的缺点；同时采用能量回收电路的控制方法，实现了对永磁电机制动惯性转动下产生电流的回收功能。

Description

一种锂电传动系统中永磁电机的调磁控制方法
技术领域
本发明涉及电机技术领域，具体为一种锂电传动系统中永磁电机的调磁控制方法。
背景技术
永磁同步电机应用于混合动力汽车上，作为混合动力汽车的牵引驱动系统，最核心的功能是响应整车控制器(VCU)的牵引转矩命令以及制动转矩命令，以完成整车向前牵引、向后牵引以及向前制动等整车的基本功能。调磁调速是用改变永磁电动机励磁电流实现永磁电动机调速的技术，又称调磁调速。它是一种较为简单、经济，容易实现无级控制的调速。
目前来说，锂电传动系统在不同运行工况下，通过控制器(VCU)对永磁电机的输入为一定，永磁电机分为起动、牵引和正常工作的不同工况，若锂电传动系统不能够根据不同的工况进行调节控制，特别是起动和牵引状态下，传统的控制器设有加速控制电路，但是加速阶段电流输入不足，转矩小、电流小和输入功率不足，会造成动力不足，且供电浪费能源，长此以往影响永磁电机的使用效果，不利于长时间永磁电机的高效工作。
发明内容
本发明提供了一种锂电传动系统中永磁电机的调磁控制方法，目的在于采用不同的调磁控制编码电路控制方法，解决不同工况下永磁电机转矩小和输入功率不足的难点，解决了加速阶段电流输入不足的缺点；同时采用能量回收电路的控制方法，实现了对永磁电机制动惯性转动下产生电流的回收功能，节约了能源，提高了永磁电机高效的使用效果。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：
一种锂电传动系统中永磁电机的调磁控制方法，包括DSP处理器、q轴电流检测电路、供电模块、永磁电机、电机控制器和设置在电机控制器中的调磁控制编码电路，具体包括以下步骤：
S1，在DSP处理器中预设永磁电机在不同工况下永磁电机的q轴电流数值；
S2，电流检测电路检测永磁电机的q轴电流数值，将获取的q轴电流数值传输至DSP处理器中，以判断永磁电机当前所处工况；
S3，DSP处理器基于上述判断后的当前所处工况，输出调控信号至调磁控制编码电路中，选择发出不同调磁控制信号；
S4，根据获取到的不同调磁控制信号，电机控制器控制永磁电机发出匹配的转矩和转速，以控制永磁电机进行运转。
优选地，上述一种锂电传动系统中永磁电机的调磁控制方法中，步骤S1中所述q轴电流数值包括正值、零值和负值，步骤S2中永磁电机当前所处的工况包括牵引工况、匀速工况、静止工况和制动工况；
其中，所述永磁电机在制动工况下，所述q轴上的电流为负值，在牵引工况下，q轴上的电流为正值，在匀速工况和静止工况下，q轴上的电流变化值为零，所述匀速工况和所述静止工况通过永磁电机供电模块通路中的输出电流值进行判断。
优选地，上述一种锂电传动系统中永磁电机的调磁控制方法中，步骤S3不同调磁控制信号包括增加所述永磁电机供电模块通路中的输出电流、截断所述永磁电机供电模块通路中的输出电流和保持所述永磁电机供电模块通路中的输出电流；
其中，所述永磁电机在制动工况下，所述调磁控制编码电路输出截断所述永磁电机供电模块通路中的输出电流，在牵引工况下，调磁控制编码电路输出增加所述永磁电机供电模块通路中的输出电流，在匀速工况下，保持所述永磁电机供电模块通路中的输出电流。
优选地，上述一种锂电传动系统中永磁电机的调磁控制方法中，所述永磁电机转矩和转速的状态包括高转矩低转速模式和低转矩高转速模式，以及匀速模式；
其中，所述永磁电机在牵引工况下，所述电机控制器输出高转矩低转速模式控制信号，在匀速工况下，电机控制器输出匀速模式控制信号，所述永磁电机的低转矩高转速模式通过电机控制器内置的加速控制电路控制。
优选地，上述一种锂电传动系统中永磁电机的调磁控制方法中，还包括能量回收电路，所述能量回收电路的输入端电性连接所述永磁电机，输出端电性连接供电模块，能量回收电路的接通调磁控制编码电路，用于所述永磁电机的制动工况，在永磁电机在制动工况下，在所述调磁控制编码电路输出截断所述永磁电机供电模块通路中的输出电流后，永磁电机惯性继续转动，产生的电流可通过能量回收电路的导通，输入至供电模块中进行存储。
优选地，上述一种锂电传动系统中永磁电机的调磁控制方法中，所述永磁电机包括壳体、转子组件、定子组件和转轴，所述转轴的中心轴线设为q轴，用于获取q轴电流数值，所述转子组件内设置有低矫顽力永磁体，所述定子组件内设置有三相绕组，所述电机控制器中的调磁控制编码电路通过所述三相绕组对所述低矫顽力永磁体的磁感应强度进行调节。
优选地，上述一种锂电传动系统中永磁电机的调磁控制方法中，还包括逆变器，所述逆变器电性连接所述永磁电机，且逆变器的输出端设有电压检测电路，并通过电压检测电路电性连接所述DSP处理器。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明针对锂电传动系统在起动、加速、制动和匀速运行时不同的性能需求，采用不同的调磁控制编码电路控制方法，解决不同工况下永磁电机转矩小和输入功率不足的难点，解决了加速阶段电流输入不足的缺点；同时采用能量回收电路的控制方法，实现了对永磁电机制动惯性转动下产生电流的回收功能，节约了能源，提高了永磁电机高效的使用效果。
综上所述，本发明使得永磁电机在低速牵引工况下，使其具有更大的输入电流和扭矩，低转速运行更加稳定，解决电流调节器加速电流输入的饱和问题，达到了电机大转矩输出和宽调速控制的效果，并在制动工控下具有能量回收功能，节约了能源，有利于锂电传动系统配合永磁电机长时间的使用和推广。
附图说明
图1为本发明永磁电机调磁控制方法的流程框图；
图2为本发明永磁电机的电路模块化组成图；
图3为本发明永磁电机的结构示意图。
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做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和图2，本发明提供一种技术方案：一种锂电传动系统中永磁电机的调磁控制方法，包括DSP处理器、q轴电流检测电路、供电模块、永磁电机、电机控制器和设置在电机控制器中的调磁控制编码电路，具体连接如图2所示，这里就不多阐述。
需要说明的，还包括能量回收电路，所述能量回收电路的输入端电性连接所述永磁电机，输出端电性连接供电模块，能量回收电路的接通调磁控制编码电路，用于所述永磁电机的制动工况，在永磁电机在制动工况下，在所述调磁控制编码电路输出截断所述永磁电机供电模块通路中的输出电流后，永磁电机惯性继续转动，产生的电流可通过能量回收电路的导通，输入至供电模块中进行存储。
同时还包括逆变器，所述逆变器电性连接所述永磁电机，且逆变器的输出端设有电压检测电路，并通过电压检测电路电性连接所述DSP处理器。
请参阅图3，该永磁电机包括壳体100、转子组件300、定子组件200和转轴400，所述转轴的中心轴线设为q轴，用于获取q轴电流数值，所述转子组件内设置有低矫顽力永磁体，所述定子组件内设置有三相绕组，所述电机控制器中的调磁控制编码电路通过所述三相绕组对所述低矫顽力永磁体的磁感应强度进行调节。
本实施例结合上述锂电传动系统，提供一种锂电传动系统中永磁电机的调磁控制方法，具体包括以下步骤：
S1，在DSP处理器中预设永磁电机在不同工况下永磁电机的q轴电流数值；
S2，电流检测电路检测永磁电机的q轴电流数值，将获取的q轴电流数值传输至DSP处理器中，以判断永磁电机当前所处工况；
S3，DSP处理器基于上述判断后的当前所处工况，输出调控信号至调磁控制编码电路中，选择发出不同调磁控制信号；
S4，根据获取到的不同调磁控制信号，电机控制器控制永磁电机发出匹配的转矩和转速，以控制永磁电机进行运转。
具体的，步骤S1中所述q轴电流数值包括正值、零值和负值，步骤S2中永磁电机当前所处的工况包括牵引工况、匀速工况、静止工况和制动工况；其中，所述永磁电机在制动工况下，所述q轴上的电流为负值，在牵引工况下，q轴上的电流为正值，在匀速工况和静止工况下，q轴上的电流变化值为零，所述匀速工况和所述静止工况通过永磁电机供电模块通路中的输出电流值进行判断。
进一步的，步骤S3不同调磁控制信号包括增加所述永磁电机供电模块通路中的输出电流、截断所述永磁电机供电模块通路中的输出电流和保持所述永磁电机供电模块通路中的输出电流；其中，所述永磁电机在制动工况下，所述调磁控制编码电路输出截断所述永磁电机供电模块通路中的输出电流，在牵引工况下，调磁控制编码电路输出增加所述永磁电机供电模块通路中的输出电流，在匀速工况下，保持所述永磁电机供电模块通路中的输出电流。
同时所述永磁电机转矩和转速的状态包括高转矩低转速模式和低转矩高转速模式，以及匀速模式；其中，所述永磁电机在牵引工况下，所述电机控制器输出高转矩低转速模式控制信号，在匀速工况下，电机控制器输出匀速模式控制信号，所述永磁电机的低转矩高转速模式通过电机控制器内置的加速控制电路控制。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明针对锂电传动系统在起动、加速、制动和匀速运行时不同的性能需求，采用不同的调磁控制编码电路控制方法，解决不同工况下永磁电机转矩小和输入功率不足的难点，解决了加速阶段电流输入不足的缺点；同时采用能量回收电路的控制方法，实现了对永磁电机制动惯性转动下产生电流的回收功能，节约了能源，提高了永磁电机高效的使用效果。
综上所述，本发明使得永磁电机在低速牵引工况下，使其具有更大的输入电流和扭矩，低转速运行更加稳定，解决电流调节器加速电流输入的饱和问题，达到了电机大转矩输出和宽调速控制的效果，并在制动工控下具有能量回收功能，节约了能源，有利于锂电传动系统配合永磁电机长时间的使用和推广。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种应用锂电传动系统的永磁电机调磁控制方法，其特征在于，包括DSP处理器、q轴电流检测电路、供电模块、永磁电机、电机控制器和设置在电机控制器中的调磁控制编码电路，具体包括以下步骤：
S1，在DSP处理器中预设永磁电机在不同工况下永磁电机的q轴电流数值；
S2，电流检测电路检测永磁电机的q轴电流数值，将获取的q轴电流数值传输至DSP处理器中，以判断永磁电机当前所处工况；
S3，DSP处理器基于上述判断后的当前所处工况，输出调控信号至调磁控制编码电路中，选择发出不同调磁控制信号；
S4，根据获取到的不同调磁控制信号，电机控制器控制永磁电机发出匹配的转矩和转速，以控制永磁电机进行运转。
2.根据权利要求1所述的一种应用锂电传动系统的永磁电机调磁控制方法，其特征在于，步骤S1中所述q轴电流数值包括正值、零值和负值，步骤S2中永磁电机当前所处的工况包括牵引工况、匀速工况、静止工况和制动工况；
其中，所述永磁电机在制动工况下，所述q轴上的电流为负值，在牵引工况下，q轴上的电流为正值，在匀速工况和静止工况下，q轴上的电流变化值为零，所述匀速工况和所述静止工况通过永磁电机供电模块通路中的输出电流值进行判断。
3.根据权利要求2所述的一种应用锂电传动系统的永磁电机调磁控制方法，其特征在于，步骤S3不同调磁控制信号包括增加所述永磁电机供电模块通路中的输出电流、截断所述永磁电机供电模块通路中的输出电流和保持所述永磁电机供电模块通路中的输出电流；
其中，所述永磁电机在制动工况下，所述调磁控制编码电路输出截断所述永磁电机供电模块通路中的输出电流，在牵引工况下，调磁控制编码电路输出增加所述永磁电机供电模块通路中的输出电流，在匀速工况下，保持所述永磁电机供电模块通路中的输出电流。
4.根据权利要求3所述的一种应用锂电传动系统的永磁电机调磁控制方法，其特征在于，所述永磁电机转矩和转速的状态包括高转矩低转速模式和低转矩高转速模式，以及匀速模式；
其中，所述永磁电机在牵引工况下，所述电机控制器输出高转矩低转速模式控制信号，在匀速工况下，电机控制器输出匀速模式控制信号，所述永磁电机的低转矩高转速模式通过电机控制器内置的加速控制电路控制。
5.根据权利要求3所述的一种应用锂电传动系统的永磁电机调磁控制方法，其特征在于，还包括能量回收电路，所述能量回收电路的输入端电性连接所述永磁电机，输出端电性连接供电模块，能量回收电路的接通调磁控制编码电路，用于所述永磁电机的制动工况，在永磁电机在制动工况下，在所述调磁控制编码电路输出截断所述永磁电机供电模块通路中的输出电流后，永磁电机惯性继续转动，产生的电流可通过能量回收电路的导通，输入至供电模块中进行存储。
6.根据权利要求1所述的一种应用锂电传动系统的永磁电机调磁控制方法，其特征在于，所述永磁电机包括壳体、转子组件、定子组件和转轴，所述转轴的中心轴线设为q轴，用于获取q轴电流数值，所述转子组件内设置有低矫顽力永磁体，所述定子组件内设置有三相绕组，所述电机控制器中的调磁控制编码电路通过所述三相绕组对所述低矫顽力永磁体的磁感应强度进行调节。
7.根据权利要求1所述的一种应用锂电传动系统的永磁电机调磁控制方法，其特征在于，还包括逆变器，所述逆变器电性连接所述永磁电机，且逆变器的输出端设有电压检测电路，并通过电压检测电路电性连接所述DSP处理器。
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