[发明专利]一种永磁同步电机高动态响应控制方法

说明书

本发明公开了一种永磁同步电机高动态响应控制方法，包括：通过两台电机在台架上进行对拖测试获得一组低速MTPA工作点、一组高速弱磁电压极限椭圆工作点、一组高速恒定峰值功率工作点；将三组数据导入MATLAB利用MATLAB的数据拟合工具箱拟合出三个工作区域其余所有工作点；将拟合出的三个工作区域的点合并为一张表格；通过给定的力矩与反馈的速度查询生成的表格直接获得当前状态下的最优工作电流。本发明在全转速范围内对永磁同步电机实现高动态响应控制，该控制策略能够简化永磁同步电机的标定控制，同时在全转速范围内确定电机的最优工作状态，极大地减少电机铜损，具有控制精度高，动态响应迅速，控制效率高，实现简单，通用性强等优势。

技术领域

本发明涉及电动汽车电机控制技术领域，特别是一种新型的永磁同步电机高动态响应控制方法。

背景技术

随着经济的不断发展，汽车的数量增长迅猛，在国家大力提倡环护的时代，电动汽车成为了必然的发展趋势。电动汽车电机驱动控制系统作为电动汽车的核心组件，它是提高电动汽车的驱动性能、行驶里程及其可靠性、安全性的根本保证。电动汽车的驱动系统需要具有快速的动态响应速度，即是转矩的响应速度。

内嵌式永磁同步电机具有高功率密度、高效率、高转矩密度、良好的转矩平稳性、低振动噪声以及体积小、惯性低、响应快的特点。其转子磁路结构的不对称性所产生的磁阻转矩有助于提高电机的过载能力和功率密度，易于利用电枢反应实现弱磁扩速。

本发明通过对传统的高动态响应控制方法的改进，使用电机标定和自定义拟合函数相结合的方法，使得电动汽车的驱动系统具有快速的动态响应速度。

发明内容

本发明提供了一种永磁同步电机高动态响应控制方法，以解决传统控制方法中转矩动态响应速度慢的问题。

本发明提供了一种永磁同步电机高动态响应控制方法，包括：

步骤1：通过两台电机在测试台架上对拖获得一组低速MTPA工作点、一组弱磁电压极限椭圆工作点、一组高速恒定峰值功率工作点；

步骤2：将电机工作范围分为低速最大转矩电流比(MTPA)、高速弱磁电压极限椭圆、高速恒定峰值功率三个工作区域，将获得的三组数据导入MATLAB，通过已经获得的数据点利用MATLAB的数据拟合工具箱分别拟合出满足各个工作区运行条件的其余工作点；

步骤3：将拟合出的三个工作区域的点分别以定子相电压峰值、电机峰值功率为界合并为一张表格；

步骤4：通过给定的力矩与反馈的速度查询生成的表格直接获得当前状态下的最优工作电流。

可选地，所述步骤1中获取一组低速MTPA工作点、一组弱磁电压极限椭圆工作点、一组高速恒定峰值功率工作点的具体方法为：

步骤11：在测试台架上利用两台电机进行对拖，通过上位机操作陪测电机给定一个转速，转速为固定的低转速；通过上位机被测电机给定扭矩，扭矩值为从0到峰值转矩之间按同一步长选取20个值。在同一转速扭矩下，通过上位机调整i_s和i_q的夹角θ获得最小的电流i_s，记录下此时扭矩和i_d、i_q的值。给定转速不变，改变转矩值重复操作记录扭矩和i_d、i_q的值。所述i_d、i_q、i_s、θ的关系式为：

i_d²+i_q²＝i_s²，i_s＝i_q cosθ，i_s＝i_d sinθ