[发明专利]基于高频注入的电机制动回馈能量吸收方法、装置及系统

说明书

本发明提供一种基于高频注入的电机制动回馈能量吸收方法、装置及系统，属于电机的制动技术领域，包括：判断是否接收到刹车制动指令；在判断接收到刹车制动指令的情况下，判断电池继电器的状态是否为断开；在判断电池继电器的状态为断开的情况下，获取当前的电机的转动惯量以及转速；根据转动惯量和转速计算电机的动能；将电机的转速与预设的电机的效率图进行比对以确定当前的电机的效率值；读取刹车制动指令的刹车所需时间，根据刹车所需时间和动能计算电机制动回馈能量的功率；根据公式(1)计算用于吸收电机制动回馈能量的高频注入电流的有效值；根据公式(2)计算高频注入电流的电压；生成并向电机注入高频注入电流。

技术领域

本发明涉及电机的制动技术领域，具体地涉及一种基于高频注入的电机制动回馈能量吸收方法、装置及系统。

背景技术

电机减速制动过程中，向直流侧回馈能量。通常直流侧通过四象限变频器接入电源，或者蓄电池直接给直流侧供电。此时电机制动回馈的能量不会造成直流母线电容电压上升。但若直流侧为两象限变频器，或者蓄电池连接断开情况下，为了防止短时能量过冲导致电容电压迅速升高，通常通过刹车制动单元，吸收制动过程中回馈的能量。然而，刹车制动单元增大了系统体积、成本和复杂度，降低了系统可靠性。电驱系统对体积、成本和可靠性的高要求难以满足。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于高频注入的电机制动回馈能量吸收方法、装置及系统，该方法、装置及系统能够保证在直流侧为两象限变频器的情况下，电机减速制动过程不会造成短时能量过冲。

为了实现上述目的，本发明提供一种基于高频注入的电机制动回馈能量吸收方法，所述方法包括：

判断是否接收到刹车制动指令；

在判断接收到所述刹车制动指令的情况下，判断电池继电器的状态是否为断开；

在判断所述电池继电器的状态为断开的情况下，获取当前的电机的转动惯量以及转速；

根据所述转动惯量和所述转速计算所述电机的动能；

将所述电机的转速与预设的电机的效率图进行比对以确定当前的所述电机的效率值；

读取所述刹车制动指令的刹车所需时间，根据所述刹车所需时间和所述动能计算所述电机制动回馈能量的功率；

根据公式(1)计算用于吸收所述电机制动回馈能量的高频注入电流的有效值，

其中，I_h为所述有效值，P_Fe为所述电机的铁损功率，R_Fe为由所述效率图得到的所述电机的等效铁损电阻，所述铁损功率的下限值为所述电机制动回馈能量的功率；

根据公式(2)计算所述高频注入电流的电压，

U_h＝K·ω_hLI_h，  (2)

其中，U_h为所述高频注入电流的电压，ω_h为由所述电机的转速得到的所述高频注入电流的频率，L为所述电机的电感，K为预设的调整系数；

生成并向所述电机注入所述高频注入电流。

可选地，根据所述转动惯量和所述转速计算所述电机的动能具体包括：

根据公式(3)计算所述电机的动能，

其中，E_m为所述动能，J为所述转动惯量，ω为所述转速。

可选地，将所述电机的转速与预设的电机的效率图进行比对以确定当前的所述电机的效率值具体包括：