[发明专利]车用电机控制系统及控制方法

说明书

本发明提供了一种车用电机控制系统及控制方法，所述车用电机控制系统连接在逆变器和车用电机之间，所述车用电机控制系统包括抗混叠滤波器单元，其中：所述逆变器用于向所述车用电机提供输入电流，以驱动所述车用电机旋转；所述抗混叠滤波器单元用于根据所述车用电机的输出电流得到所述车用电机滤波后的d轴输出电流采样值和滤波后的q轴输出电流采样值；所述逆变器的闭环调节单元用于根据所述滤波后的d轴输出电流采样值和所述滤波后的q轴输出电流采样值调节所述输入电流。本发明可解决现有的采样混叠现象引发电机控制系统低频转矩脉动的问题。

技术领域

本发明涉及车用电机技术领域，特别涉及一种车用电机控制系统及控制方法。

背景技术

车用永磁同步电机呈现高速化、多极化发展趋势，但是受逆变器的IGBT功率器件的性能限制，车用逆变器控制频率始终保持在10kHz左右，这就使得电机在较高转速时，其相电流谐波频率会超过逆变器采样的奈奎斯特频率(采样频率的一半)时，导致采样混叠现象的出现，进而引发控制系统在某些转速点对低频信号的不期望控制，产生较大的低频转矩脉动。

以极对数为6的某款永磁同步电机为例，图1揭示了电流谐波采样混叠现象，上部的波形为输入信号，下部的波形为采样结果，其在电机机械转速为8320rpm时对应的相电流基波频率为832Hz时，其对应的12次d-q轴谐波电流频率为9984Hz，这就使得电流采样频率为10kHz时，采样结果中出现16Hz的低频信号，如图1所示。

从图1中的采样结果看以得知，采样结果中仅存在16Hz低频信号，而电机控制系统会对该16Hz低频信号进行闭环控制，进而导致电机转矩、直流母线电流、控制电压等中均出现真实的16Hz低频波动，尤其是高速下低频的转矩波动会大大降低整车驾驶体验，严重时甚至会危及行车安全。图2中即为真实电机转速在8333rpm附近出现的响应情况，可以看出转矩脉动、电机转速以及相电流均出现了不同程度的低频波动。

现有的针对采样混叠现象的解决方案主要是应用在电网系统中，其基本原理是在控制信号采样前端利用硬件模块设计的“抗混叠滤波器”滤除其中超过采样频率一半的高频信号，这样在控制端则不会出现采样混叠产生的低频信号，但是采用硬件设计的“抗混叠滤波器”会额外增加系统成本，且针对车用电驱动系统采样混叠现象，目前并没有给出完整地解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种车用电机控制系统及控制方法，以解决现有的采样混叠现象引发电机控制系统低频转矩脉动的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种车用电机控制系统，所述车用电机控制系统连接在逆变器和车用电机之间，所述车用电机控制系统包括抗混叠滤波器单元，其中：

所述逆变器用于向所述车用电机提供输入电流，以驱动所述车用电机旋转；

所述抗混叠滤波器单元用于根据所述车用电机的输出电流得到所述车用电机滤波后的d轴输出电流采样值和滤波后的q轴输出电流采样值；

所述逆变器的闭环调节单元用于根据所述滤波后的d轴输出电流采样值和所述滤波后的q轴输出电流采样值调节所述输入电流。

可选的，在所述的车用电机控制系统中，所述车用电机控制系统包括还传统电流采样单元和工况判别单元；

所述车用电机的三相电流输入至所述传统电流采样单元和所述抗混叠滤波器单元，所述车用电机的转矩和转速输入至所述工况判别单元；

所述传统电流采样单元将所述车用电机的三相电流转换为坐标变换d轴基波和坐标变换q轴基波；

所述抗混叠滤波器单元将所述车用电机的三相电流转换为坐标变换d轴滤波和坐标变换q轴滤波；

所述工况判别单元根据所述车用电机的转矩和转速判断实时工况；