CN201130919Y - 新型电动车辆电机驱动装置 - Google Patents

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王洪希
孙继元
夏国庆
黎妹红
苑广军
刘千杰
冯思豪
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Abstract

由交流伺服电机和伺服控制驱动器两部分组成交流伺服系统，完成了基于DSP芯片数字交流伺服控制系统的硬件设计。TMS320F243的永磁电机主要包括功率主回路的设计、控制驱动电路的设计、存储器的设计、位置速度检测电路和电流检测电路的设计。选用具有高推力强度、低损耗、小电气时间常数及响应速度快等特点的永磁同步电机做为伺服系统的执行机构，通过磁场定向对PMSM进行解耦。自抗扰控制技术实时估计并补偿系统各种外扰及系统机理本身决定的内扰，结合特殊非线性反馈结构可实现良好的控制品质。用ADRC进行PMSM转速的控制，实现了快速、无超调、高精度控制，尤其是对负载扰动的控制具有良好的鲁棒性。

Description

新型电动车辆电机驱动装置
所属技术领域
新型电动车辆电机驱动装置属现代制造自动化技术领域，采用永磁同步电机驱动，设计自抗扰的控制方案最大转矩/电流控制策略。
背景技术
目前电动汽车采用调速控制系统作为电机驱动装置，由模拟控制器对电机进行调速，而传统的模拟控制器却有着本身难以克服的缺点，如系统调试困难、易受环境温度变化影响产生漂移，难以实现柔性化设计思想，缺乏实现复杂计算的能力，无法实现现代控制理论指导下的控制算法。
车辆行驶中，路况复杂多变，当模拟控制器接收到较大量数据时，将没有能力进行处理，从而判断错误，不但影响了正常的行驶，还消耗额外的功率，车辆在刹车时，其制动的能量全部转化为热能散失，造成能量损失。
实用新型内容
本实用新型的目的就是提供一种新型电动车辆电机驱动装置，设计自抗扰的控制方案最大转矩/电流控制策略，不但能使车辆在启动或爬行坡时可获得较大的动力，而且在制动时可得到能量的回馈。
本实用新型是由以下技术方案来实现的：
永磁同步电机(PMSM)具有非线性、多变量耦合的特点，采用矢量控制方法，通过磁场定向可以对PMSM进行解耦，这种控制方法通常采用PI控制器。自抗扰控制技术(ADRC)是一种不依赖系统模型的新型控制技术，它能实时估计并补偿系统各种外扰及系统机理本身决定的内扰，结合特殊非线性反馈结构可实现良好的控制品质。在此条件下，将测量出的车辆运行所需的最小转矩，用控制电流的方法获得车辆运行需要的转矩，由ADRC进行PMSM转速的控制，实现了快速、无超调、高精度控制，尤其是对负载扰动的控制具有良好的鲁棒性。仿真结果表明，自抗扰控制器具有良好的动态和稳态性能，对运行工况有较好的适应性。在不同的转速运行区间内都能保持很好的动态和静态性能，可有效地抑制负载扰动对转速的影响，在相同的扰动情况下，自抗扰控制器展现出更优异的动态和静态性能。
当汽车刹车时，其制动的能量则通过永磁同步电机的发电而储存在储能元件中，从而大大提升了能源的利用率。
本实用新型的优点：
1、自抗扰控制技术(ADRC)是一种不依赖系统模型的新型控制技术，它能实时估计并补偿系统各种外扰及系统机理本身决定的内扰，结合特殊非线性反馈结构可实现良好的控制品质；
2、自抗扰控制技术(ADRC)算法简单，很适于数字化实现，且具有超调小、响应速度快、精度高、抗干扰能力强等特点；
3、用ADRC进行PMSM转速的控制，实现了快速、无超调、高精度控制，尤其是对负载扰动的控制具有良好的鲁棒性；
4、本实用新型采用ADRC的控制方案最大转矩/电流控制策略，不但能使车辆在启动或爬行坡时可获得较大的动力，而且在制动时可得到能量的同馈。
附图说明
附图是本实用新型的一种实施方案设备连接示意图
具体实施方式
先将永磁同步电机转动产生的反馈信号，与输入信号耦合，再经自抗扰控制器进行控制，从而产生驱动永磁同步电机的交、直轴电流；由转子位置检测系统所确定的位置，连同交直轴电流一起经过2/3转换器，转换为控制PMSM的三相电流，之后经由PWM转换器，转换为直接驱动永磁同步电机的三相电流，从而完成一次循环。

Claims (4)

1.新型电动车辆电机驱动装置，其特征是：采用永磁同步电机驱动，设计自抗扰的控制方案最大转矩/电流控制策略，不但能使车辆在启动或爬行坡时可获得较大的动力，而且在制动时可得到能量的回馈。
2.如权利要求1所述的新型电动车辆电机驱动装置，其特征是：自抗扰控制技术(ADRC)是一种不依赖系统模型的新型控制技术，它能实时估计并补偿系统各种外扰及系统机理本身决定的内扰，结合特殊非线性反馈结构可实现良好的控制品质。
3.如权利要求1所述的新型电动车辆电机驱动装置，其特征是：最大转矩/电流控制策略是指测量车辆运行所需的最小转矩，用控制电流的方法获得车辆运行需要的转矩。
4.如权利要求1所述的新型电动车辆电机驱动装置制动能量回馈是指在刹车时制动的能量通过永磁同步电机的发电而储存在储能元件中。
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C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Assignee: Shenzhen Xingyaohua Industrial Co., Ltd.

Assignor: Jilin Beihua Aerospace Technology Co., Ltd.

Contract fulfillment period: 2009.8.7 to 2014.8.6

Contract record no.: 2009440001322

Denomination of utility model: Drive device for motor of novel electric vehicle

Granted publication date: 20081008

License type: Exclusive license

Record date: 20090828

LIC Patent licence contract for exploitation submitted for record

Free format text: EXCLUSIVE LICENSE; TIME LIMIT OF IMPLEMENTING CONTACT: 2009.8.7 TO 2014.8.6; CHANGE OF CONTRACT

Name of requester: SHENZHEN XINGYAOHUA INDUSTRIAL CO.,LTD.

Effective date: 20090828

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Granted publication date: 20081008

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