本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種電池供電的永磁同步電機(jī)剎車控制方法，應(yīng)用于電池、變頻器、永磁同步電機(jī)和負(fù)載組成的系統(tǒng)，所述變頻器的控制方法包括以下步驟：（1）、在永磁同步電機(jī)剎車期間，在滿足剎車速度曲線要求以及確保電池充電電流不超過電池充電電流最大安全值的條件下，確定電壓幅值和電壓角度；（2）、基于確定的電壓幅值和電壓角度計算向永磁同步電機(jī)的輸出電壓，并向永磁同步電機(jī)輸出，實現(xiàn)永磁同步電機(jī)的剎車性能，本發(fā)明專利技術(shù)既實現(xiàn)了剎車速度曲線要求，滿足剎車性能，同時還有效保證了在永磁同步電機(jī)剎車時，電池充電電流不超過電池充電電流最大安全值，保證電池的使用壽命。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術(shù)涉及，應(yīng)用于電池、變頻器、永磁同步電機(jī)和負(fù)載組成的系統(tǒng)，所述變頻器的控制方法包括以下步驟：（1）、在永磁同步電機(jī)剎車期間，在滿足剎車速度曲線要求以及確保電池充電電流不超過電池充電電流最大安全值的條件下，確定電壓幅值和電壓角度；（2）、基于確定的電壓幅值和電壓角度計算向永磁同步電機(jī)的輸出電壓，并向永磁同步電機(jī)輸出，實現(xiàn)永磁同步電機(jī)的剎車性能，本專利技術(shù)既實現(xiàn)了剎車速度曲線要求，滿足剎車性能，同時還有效保證了在永磁同步電機(jī)剎車時，電池充電電流不超過電池充電電流最大安全值，保證電池的使用壽命。【專利說明】—種電池供電的永磁同步電機(jī)剎車控制方法
本專利技術(shù)涉及一種永磁同步電機(jī)剎車控制方法，特別是，應(yīng)用于電池、變頻器、永磁同步電機(jī)和負(fù)載組成的系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
所謂的電池供電的永磁同步電機(jī)剎車控制方法一般應(yīng)用在電動車領(lǐng)域中。常規(guī)的電動車永磁同步電機(jī)的剎車方法一般采用機(jī)械剎車，即附加機(jī)械裝置抱死永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸或其從動部件實現(xiàn)剎車，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高，且由于磨損打滑、損壞等原因容易導(dǎo)致剎車失效，無法保證永磁同步電機(jī)的剎車性能，存在較大的安全隱患。考慮到以上所述機(jī)械剎車的缺點(diǎn)，已有直接采用由變頻器控制的電子剎車方法實現(xiàn)電動車的永磁同步電機(jī)剎車，即將永磁同步電機(jī)機(jī)械能先轉(zhuǎn)化為電能再轉(zhuǎn)化為熱能。但現(xiàn)有的電子剎車方法雖然實現(xiàn)了剎車速度曲線要求，但無法保證在永磁同步電機(jī)剎車時，電池充電電流不超過電池充電電流最大安全值，電池很可能因此受到損壞，導(dǎo)致其使用壽命無法得到確保。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)要解決的技術(shù)問題是提供，既實現(xiàn)剎車速度曲線要求，滿足剎車性能，同時還有效保證在永磁同步電機(jī)剎車時，電池充電電流不超過電池充電電流最大安全值，保證電池的使用壽命。本專利技術(shù)的技術(shù)方案為:,應(yīng)用于電池、變頻器、永磁同步電機(jī)和負(fù)載組成的系統(tǒng)，其中:所述變頻器的控制方法包括以下步驟:(I)、在永磁同步電機(jī)剎車期間，在滿足剎車速度曲線要求以及確保電池充電電流不超過電池充電電流最大安全值的條件下，確定電壓幅值和電壓角度；( 2 )、基于確定的電壓幅值和電壓角度計算向永磁同步電機(jī)的輸出電壓，并向永磁同步電機(jī)輸出，實現(xiàn)永磁同步電機(jī)的剎車性能。優(yōu)選地，所述的確定電壓幅值的步驟采用速度閉環(huán)控制模式；進(jìn)一步優(yōu)選地，優(yōu)選地，所述的速度閉環(huán)控制模式是指根據(jù)剎車速度曲線要求輸出的永磁同步電機(jī)目標(biāo)速度與其實際速度之間的誤差，經(jīng)過PI控制器調(diào)節(jié)后輸出，完成電壓幅值的確定。本專利技術(shù)所述的速度閉環(huán)控制模式是本
的常規(guī)術(shù)語，意指變頻器以控制電機(jī)的實際轉(zhuǎn)速為目的，由PI (Proportional Integral)控制器實現(xiàn),永磁同步電機(jī)的實際速度通過編碼器(或其它檢測方式)檢測。本專利技術(shù)所述的剎車速度曲線是按系統(tǒng)應(yīng)用要求進(jìn)行設(shè)置的。本專利技術(shù)所述的PI控制器具有比例調(diào)節(jié)和積分調(diào)節(jié)功能。優(yōu)選地，所述的確定電壓角度的步驟為:在永磁同步電機(jī)剎車期間，檢測永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子位置，基于永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)速確定各轉(zhuǎn)速點(diǎn)的轉(zhuǎn)子位置與電壓角度之間的夾角，以及結(jié)合轉(zhuǎn)子位置，計算得到電壓角度，完成電壓角度的確定。本專利技術(shù)所述的電壓角度是指永磁同步電機(jī)的定子電壓相位角。優(yōu)選地，所述的確定電壓角度的步驟還包括電池電流輔助控制環(huán)節(jié)，所述的電池電流輔助控制環(huán)節(jié)輸出用于調(diào)整各轉(zhuǎn)速點(diǎn)的轉(zhuǎn)子位置與電壓角度之間的夾角的修正角，當(dāng)電池充電電池小于或等于電池充電電流最大安全值時，修正角為零；當(dāng)充電電流大于電池充電電流最大安全值時，修正角對各轉(zhuǎn)速點(diǎn)的轉(zhuǎn)子位置與電壓角度之間的夾角進(jìn)行修正，以降低永磁同步電機(jī)的工作效率，即降低電池充電電流，從而把電池充電電流控制在其安全值范圍內(nèi)，保證電池的使用壽命。優(yōu)選地，所述的基于永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)速確定各轉(zhuǎn)速點(diǎn)的轉(zhuǎn)子位置與電壓角度之間的夾角以永磁同步電機(jī)處于其最佳工作效率為控制目標(biāo)，使得在滿足剎車速度曲線要求以及確保電池充電電流不超過電池充電電流最大安全值的條件下，使電池最大程度地實現(xiàn)充電，有效延長了電池的運(yùn)行時間，如負(fù)載為電動車類，則有效延長了電動車的運(yùn)行里程。優(yōu)選地，所述的電池電流輔助控制環(huán)節(jié)具體包括電池充電電流檢測、單向限幅控制和比例控制器，所述的比例控制器根據(jù)電池充電電流檢測和預(yù)先設(shè)置的電池充電電流最大安全值輸出用于調(diào)整各轉(zhuǎn)速點(diǎn)的轉(zhuǎn)子位置與電壓角度之間的夾角的修正角，單向限幅控制使得電池電流輔助控制環(huán)節(jié)僅在電池充電電流大于或接近電池充電電流最大安全值時器起作用，即當(dāng)電池充電電池小于或等于電池充電電流最大安全值時，修正角為零；當(dāng)充電電流大于電池充電電流最大安全值時，計算并確定修正角，以降低永磁同步電機(jī)的工作效率，即降低電池充電電流，從而把電池充電電流控制在其安全值范圍內(nèi)，保證電池的使用壽命。本專利技術(shù)所述的比例控制器也可稱為KP控制器，具有比例調(diào)節(jié)功能，即具備傳統(tǒng)PI控制器中的比例項功能。優(yōu)選地，通過速度檢測模塊檢測得到永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子位置。所述的速度檢測模塊包括傳感器，進(jìn)一步優(yōu)選地，所述的傳感器可以是霍爾傳感器或位于其他位置的傳感器。優(yōu)選地，通過角度轉(zhuǎn)速表檢測得到各轉(zhuǎn)速點(diǎn)的轉(zhuǎn)子位置與電壓角度之間的夾角。優(yōu)選地，所述的永磁同步電機(jī)的最佳工作效率是通過測功機(jī)測試得到的。本專利技術(shù)所述的永磁同步電機(jī)是公知的，核心部件包括定子和永磁磁極轉(zhuǎn)子，定子包括繞組等。進(jìn)一步地，與對于本專利技術(shù)未涉及的解釋內(nèi)容或其他
技術(shù)實現(xiàn)思路
相信是本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識或慣用手段，在此不再一一文字贅述。本專利技術(shù)所述的負(fù)載可以是電動自行車、電動車或混合動力汽車，也可以是其他類型。當(dāng)然，顯而易見地，本專利技術(shù)所述的永磁同步電機(jī)剎車控制方法根據(jù)實際需求應(yīng)用與交流電源、變頻器、永磁同步電機(jī)和負(fù)載組成的系統(tǒng)。本專利技術(shù)的工作原理和優(yōu)點(diǎn):1、本專利技術(shù)既滿足了根據(jù)剎車速度曲線需求實現(xiàn)對永磁同步電機(jī)的剎車的同時，本專利技術(shù)還通過電池電流輔助控制環(huán)節(jié)輸出用于調(diào)整各轉(zhuǎn)速點(diǎn)的轉(zhuǎn)子位置與電壓角度之間的夾角的修正角，當(dāng)電池充電電池小于或等于電池充電電流最大安全值時，修正角為零；當(dāng)充電電流大于電池充電電流最大安全值時，修正角對各轉(zhuǎn)速點(diǎn)的轉(zhuǎn)子位置與電壓角度之間的夾角進(jìn)行修正，以降低永磁同步電機(jī)的工作效率，即降低電池充電電流,從而把電池充電電流控制在其安全值范圍內(nèi)，有效保證了電池的使用壽命。2.本專利技術(shù)以永磁同步電機(jī)處于其最佳工作效率為控制目標(biāo)，基于永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)速確定各轉(zhuǎn)速點(diǎn)的轉(zhuǎn)子位置與電壓角度之間的夾角使得在滿足剎車速度曲線要求以及確保電池充電電流不超過電池充電電流最大安全值的條件下，使電池最大程度地實現(xiàn)充電，有效延長了電池的運(yùn)行時間，如負(fù)載為電動車類，則有效延長了電動車的運(yùn)行里程。3.本專利技術(shù)提供的控制算法簡單，控制精確，容易實現(xiàn)。【專利附圖】【附圖說明】附圖1是本專利技術(shù)的應(yīng)用系統(tǒng)框圖；附圖2是本專利技術(shù)的變頻器與電池、永磁同步電機(jī)的連接框圖；附圖3是本專利技術(shù)實施例11的剎車軟件控制算法示意圖；【具體實施方式】如圖1所示，本專利技術(shù)的應(yīng)用系統(tǒng)由電池、變頻器、永磁同步電機(jī)和負(fù)載依次連接組成，如圖2所示，變頻器包括驅(qū)動控制芯片及其外圍電路模塊、速度檢測模塊、IGBT或IPM功率模塊，電池接入功率模塊，IGBT或IPM功率模塊由驅(qū)動控制芯片及其外圍電路控制，由驅(qū)動控制芯片及其外圍電路模塊向IGBT或IPM功率模塊輸出PWM號，IGBT或IPM功率模塊本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種電池供電的永磁同步電機(jī)剎車控制方法，應(yīng)用于電池、變頻器、永磁同步電機(jī)和負(fù)載組成的系統(tǒng)，其特征在于：所述變頻器的控制方法包括以下步驟：（1）、在永磁同步電機(jī)剎車期間，在滿足剎車速度曲線要求以及確保電池充電電流不超過電池充電電流最大安全值的條件下，確定電壓幅值和電壓角度；（2）、基于確定的電壓幅值和電壓角度計算向永磁同步電機(jī)的輸出電壓，并向永磁同步電機(jī)輸出，實現(xiàn)永磁同步電機(jī)的剎車性能。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：何志明，周文忠，王鐵軍，王超，
申請(專利權(quán))人：無錫艾柯威科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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