[发明专利]永磁同步电机的控制方法及系统

说明书

本申请提供一种永磁同步电机的控制方法及系统，所述永磁同步电机包括三个互差120度电角度的霍尔位置传感器，所述三个霍尔位置传感器用于检测所述永磁同步电机转子的位置并输出霍尔位置信号，所述方法包括：电机启动阶段基于霍尔位置信号采用120度方波电流控制方式对所述永磁同步电机进行控制；电机启动后的低速运行阶段基于霍尔位置信号采用180度阶梯波电流控制方式对所述永磁同步电机进行控制；及电机的中高速运行阶段基于霍尔位置信号采用正弦波电流控制方式对所述永磁同步电机进行控制。使用上述方法及系统，电机运行过程转矩脉动小、噪音低。

技术领域

本发明涉及一种永磁同步电机的控制方法，具体涉及采用霍尔位置传感器进行电机驱动的控制方法及系统。

背景技术

随着能源危机和环境污染日益严重，传统燃油汽车面临巨大挑战，电动汽车越来越受到市场的关注和认可。近些年来轻型电动汽车以其高性价比和实用性迅速占领大众市场，获得消费者的青睐。其中轻型电动汽车需要兼顾价格和性能，从而促使各大厂商尽可能采用低成本控制方案。如采用霍尔位置传感器以弥补昂贵的编码器和旋转变压器等，目前大部分电动汽车均采用开关型霍尔位置传感器，由于采用无刷直流电机控制方式，导致电机输出转矩波动、振动及噪音等问题，严重影响驾驶的舒适性与操控性。因此使用开关型霍尔位置传感器实现带载和过载启动以及转矩平稳输出，成为轻型电动汽车控制技术的难点和重点。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种采用霍尔位置传感器的永磁同步电机的控制方法及控制系统，能够减小电机输出转矩波动、振动以及噪音问题。

本发明的实施例提供一种永磁同步电机的控制方法，所述永磁同步电机包括三个互差120度电角度的霍尔位置传感器，所述三个霍尔位置传感器用于检测所述永磁同步电机转子的位置并输出霍尔位置信号，其中，所述方法包括：

电机启动阶段基于霍尔位置信号采用120度方波电流控制方式对所述永磁同步电机进行控制；

电机启动后的低速运行阶段基于霍尔位置信号采用180度阶梯波电流控制方式对所述永磁同步电机进行控制；及

电机的中高速运行阶段基于霍尔位置信号采用正弦波电流控制方式对所述永磁同步电机进行控制。

作为一种优选方案，在电机启动的60度扇区内完成120度方波电流启动。

作为一种优选方案，所述永磁同步电机包括逆变桥，所述逆变桥包括三个桥臂，在所述电机启动阶段，60度扇区内电机的逆变桥中只有两个桥臂的半桥处于工作状态，另外一个桥臂处于关断状态。

作为一种优选方案，所述永磁同步电机包括逆变桥，所述逆变桥包括三个桥臂，在所述电机的低速运行阶段，60度扇区内电机的逆变桥中的三个桥臂均导通。

作为一种优选方案，在所述电机的低速运行阶段，电机的转速处于电机额定转速的10％以内。

作为一种优选方案，在电机的中高速运行阶段，根据霍尔位置信号获得的转子的离散角度和转速得到转子的连续位置。

作为一种优选方案，在电机的中高速运行阶段，在电机匀速状态时通过以下公式获得转子的位置:

θ_est＝θ_i+ω_i-1*T_s；

其中ω_i-1为转子在当前扇区的前一个扇区内的速度，T_i-1为转子在前一扇区的运行时间，θ_est转子当前位置，θ_i为当前扇区的起始位置，T_s为转子进入当前扇区的时间。

作为一种优选方案，在电机的中高速运行阶段，在电机加速状态或减速状态时通过以下公式获得转子的位置: