电动车驱动用IPM电机的控制方法

摘要

本发明公开了一种电动汽车用IPM电机的驱动控制方法，根据电动车用IPM电机的工作特性和各控制方法的特点及优势提出了一种分段控制策略，以及电机起动、运行时转子位置及转速的准确检测方法。利用霍尔传感器采用“先粗定位，再扫描”的方法，能够实现静止时转子初始位置的相对准确定位，可以使电机无论在空载、轻载还是重载下都能成功顺利起动，大大提高电机起动运行的可靠性。IPM电机成功起动后，可以对霍尔位置传感器的输出信号通过软件进行上升沿和下降沿的捕获，根据信号跳变沿在低转速和高转速时对转子位置进行校正，电机运行时采用T法测速，并在低转速和高转速时对算法进行一定的调整。在运行时转子位置和转速的正确检测下可以进行最大转矩电流比控制和弱磁控制这样一种分段控制策略，保证电机运行时输出最大转矩。由于传统的弱磁电流计算公式复杂，且受电机参数影响较大，实现起来会有很大的困难，本发明采用了直流电压反馈的弱磁控制算法，它无需增加任何硬件，相对来说简洁、直观，系统开支少，对电机参数的依赖性较小，更具实用性。

主权项

一种电动汽车用IPM电机的驱动控制方法，其特征在于：先由霍尔传感器的三个输出信号确定转子位置处于某一60区域，以6个固定点0°、60°、120°、180°、240°、300°为转子位置初值，然后根据转速环、电流环的控制周期及电机参数选择较适合的步长，在电机未转动之前以此步长在60°范围内，在转子位置初值上进行步长的累加，逐步进行扫描，以寻找转子初始位置的相对准确值或准确值，能够实现静止时转子初始位置的相对准确定位，可以使电机无论在空载、轻载还是重载下都能成功顺利起动；利用霍尔位置传感器的输出信号通过软件进行上升沿和下降沿的捕获，根据信号跳变沿在低转速和高转速时对转子位置进行校正，电机运行时采用T法测速，并在低转速和高转速时对算法进行一定的调整；在运行时转子位置和转速的正确检测下可以进行最大转矩电流比控制和弱磁控制这样一种分段控制策略，保证电机运行时输出最大转矩；采用了直流电压反馈的弱磁控制算法，它无需增加任何硬件，相对来说简洁、直观，系统开支少，对电机参数的依赖性较小，更具实用性；电机驱动控制系统由软件和硬件两部分组成，其中硬件包括以下部分：三相电源、三相调压器、整流模块、逆变器、IPM电机、电机负载、传感器、DSP控制模块、显示模块、PC机、人机接口和电源；电机驱动控制系统的软件部分包括：电机驱动控制程序，PE‑View8软件开发调试环境；DSP主控制模块是本控制系统硬件的核心，以DSP主控制模块为中心设计相组建系统的控制电路，信号调理与隔离模块实现各输入输出信号间的电平转换和信号间的光电隔离，使系统工作更加安全和可靠；电压霍尔信号、电流霍尔信号及电机转子位置霍尔信号通过信号调理及隔离模块输入DSP，通过A/D采样，经过一定的算法得到直流电流、电压的检测量及交流电流 和电机转速反馈量；数据处理模块通过与DSP主控制模块的通信，并与PC机串行通讯在PEVIEW开发环境下可对控制过程中的各个变量进行处理以及波形显示，使整个控制过程中各变量的观察更加直观和透明化，以便于系统的调试和检查；PC机与DSP控制模块之间的光纤连接，实现对IPM电机控制算法的程序编写、实验调试、程序下载以及烧写。