[发明专利]一种适用于EPS系统的电机控制系统及其控制方法

说明书

本发明涉及电机控制系统，具体地说是一种适用于EPS系统的电机控制系统及其控制方法。一种适用于EPS系统的电机控制系统，功率电路包括蓄电池、DC/DC变换器、逆变器、电机，所述蓄电池与所述逆变器之间连接设有DC/DC变换器，逆变器的电气输出端与所述电机的电气输入端连接；控制电路分别与所述功率电路和所述上位机电气连接；所述转向机构与所述电机的输出轴实现机械连接，所述转向机构内的转矩传感器检测方向盘的转矩和位置信号并将信号传递给所述上位机。本发明同现有技术相比，在逆变器和蓄电池之间引入DC/DC变换器，该DC/DC变换器具有升压和降压功能，能够根据控制系统的指令控制其输出电压继而控制逆变器的直流母线电压。

技术领域

本发明涉及电机控制系统，具体地说是一种适用于EPS系统的电机控制系统及其控制方法。

背景技术

常规的EPS(电动助力转向系统)的电机控制系统中，逆变器由蓄电池供电，直流母线电压难以调节。电机控制系统根据上位机的转矩指令控制电机运行。当电机弱磁运行时，逆变器的直流母线电压对电机弱磁时的最大输出转矩影响很大。这种控制系统存在几个问题：1、电机弱磁扩速能力差；2、电机运行在弱磁区时效率较低；3、低速轻载时控制器效率较低。

发明内容

本发明为克服现有技术的不足，提供一种适用于EPS系统的电机控制系统及其控制方法，在逆变器和蓄电池之间引入DC/DC变换器，该DC/DC变换器具有升压和降压功能，能够根据控制系统的指令控制其输出电压继而控制逆变器的直流母线电压。

为实现上述目的，设计一种适用于EPS系统的电机控制系统，包括功率电路、控制电路、转向机构、上位机，其特征在于：所述功率电路包括蓄电池、DC/DC变换器、逆变器、电机，所述蓄电池与所述逆变器之间连接设有DC/DC变换器，所述逆变器的电气输出端与所述电机的电气输入端连接；所述控制电路分别与所述功率电路和所述上位机电气连接；所述转向机构与所述电机的输出轴实现机械连接，所述转向机构内的转矩传感器检测方向盘的转矩和位置信号并将信号传递给所述上位机；所述上位机接受所述转矩传感器检测到的方向盘转矩、位置信息，并结合车速和标定向所述控制电路发出所述电机的转矩指令；所述控制电路根据检测到的所述DC/DC变换器的电压/电流信息、所述逆变器的电流信息、所述电机的位置信号和接收到的所述上位机的转矩指令分别向所述DC/DC变换器和所述逆变器中功率器件发送驱动信号以控制功率电路的工作状态继而控制电机运行，并实时判断系统是否存在故障并及时向所述上位机发送故障信息。

所述的蓄电池的U+端连接DC/DC变换器的Udc_in+端，蓄电池的U-端连接DC/DC变换器的Udc_in-端，DC/DC变换器的Udc_out+端连接逆变器的Uinv_in+端，DC/DC变换器的Udc_out-端连接逆变器的Uinv_in-端，逆变器的Uinv_out1端、Uinv_out2端、Uinv_out3端分别与电机的U1端、V1端、W1端连接。

所述的蓄电池的U+端及U-端为蓄电池的正极及负极；电机的U1端、V1端、W1端分别为电机每相绕组对应的与逆变器的电气接口。

一种适用于EPS系统的电机控制系统的控制方法，具体流程如下：

S1：在电机控制系统中增加了调压控制，整个电机控制系统的控制分为调压控制、FOC控制、弱磁控制；

S2：在FOC控制模块中根据接收到的电机转矩指令和实际速度采用MTPA算法或查表法得到d、q轴电流指令i_d1和i_q1；

S3：i_d1与i_q1和弱磁控制模块共同调制得到的d轴参考电流i_d^*和q轴参考电流i_q^*；