[发明专利]电动汽车用永磁同步电机退磁在线检测方法

摘要

本发明涉及一种电动汽车用永磁同步电机退磁在线检测方法，其特征在于所述的整车控制单元用于根据整车工作模式向主动短路控制单元发出主动短路控制指令；所述的主动短路控制单元根据整车控制单元发出的主动短路控制指令和位置及转速处理单元输出的转速信号判断是否实施主动短路控制，当整车控制单元输出的主动短路控制指令为且电机机械转速超过拐点转速g，在两个条件均成立的情况下，输出主动短路PWM信号到逆变开关电路，如不满足条件则不输出主动短路PWM信号；提供一种电动汽车用永磁同步电机退磁在线检测方法，该方法考虑了温度（尤其是高温下）对永磁同步电机退磁的影响，同时通过主动短路电流测量可以在线监测永磁体健康状态,提高检测精度。

主权项

一种电动汽车用永磁同步电机退磁在线检测方法，由整车控制单元、主动短路控制单元、逆变开关电路、永磁同步电机、位置传感器、三相电流传感器、位置及转速处理单元、CLARK和PARK变换单元、永磁体磁链在线计算模块、设定值和比较单元组成；其特征在于：所述的整车控制单元用于根据整车工作模式向主动短路控制单元发出主动短路控制指令；所述的主动短路控制单元根据整车控制单元发出的主动短路控制指令和位置及转速处理单元输出的转速信号判断是否实施主动短路控制，当整车控制单元输出的主动短路控制指令为且电机机械转速超过拐点转速g，在两个条件均成立的情况下，输出主动短路PWM信号到逆变开关电路，如不满足条件则不输出主动短路PWM信号；所述逆变开关电路包括六个开关元件，开关元件为绝缘栅双极晶体管(IGBT)，用于执行主动短路控制单元发出的主动短路PWM信号，控制相应的三个上桥臂或下桥臂开关元件执行闭合动作；所述永磁同步电机为三相永磁同步电机，是被控对象，接受逆变开关电路的控制；所述位置传感器为旋转变压器或者绝对位置光电编码器，其用于检测电机转子绝对位置；所述三相电流传感器为基于霍尔效应的非接触式电流传感器或基于利用串入相线中电阻产生电压原理的接触式电流传感器，其用于检测永磁同步电机的三相电流，并将采集的电流信号输出到CLARK和PARK变换单元；所述位置及转速处理单元根据位置传感器输出信号计算转子位置θ和电机机械转速ω；所述CLARK和PARK变换单元接收电流传感器检测到的三相电流、、和位置及转速处理单元输出的位置信号θ，根据公式（1）、公式（2）和公式（3）换算为旋转坐标系下直轴电流和交轴电流；CLARK变换公式如下：（1）（2）PARK变换公式如下：（3）其中，、为静止坐标系下的直、交轴电流；、、为静止坐标系下的三相交流电流；θ转子位置电角度；、为旋转坐标系下的直、交轴电流;所述永磁体磁链在线计算模块包括交流相电流幅值计算单元和永磁体磁链查表模块；其中，所述交流相电流幅值计算单元根据公式（10）计算交流相电流幅值，输出给永磁体磁链查表模块；所述永磁体磁链查表模块用于根据交流相电流幅值查表获得永磁体磁链值；永磁体磁链受转子温度影响很大，随着转子温度的上升而减小，反之，增加;由于无法直接测量，只能采用间接测量方法，永磁体磁链在线检测的原理如下：忽略电机相绕组漏电感、铁心饱和、涡流和磁滞损耗，电流为对称的三相正弦电流，则其稳态电压方程如下：（4）（5）其中，和为直交轴电压， R为定子电阻，Ld、Lq为d‑q轴电感，R为定子电阻，为永磁体磁链，为转子机械转速，p为电机转子极对数;在电机三相短路情况下，忽略功率模块的管压降，则直交轴电压和为零，（6）（7）进一步可得：（8）（9）同时，由于直交轴电流满足如下关系：（10）其中，为定子相电流幅值;当电机机械转速ω趋近于无穷大时，则有，（11）（12）（13）（14）因此，通过试验标定出不同温度下永磁体磁链与定子相电流幅值的一一对应关系，通过以is为索引，查表获得永磁体磁链数值。