一种内嵌式永磁电机的最大转矩控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种内嵌式永磁电机的最大转矩控制方法，采用一维搜索在线优化法，定位最大转矩所对应电流角度的相邻区域内逐次进行搜索并实时进行优化，直至遴选出最优电流角度及电流指令；该方法不仅较大的提高了控制精度，而且实现了电机的最大转矩输出，充分发挥了电机的能力，避免了采用离线方法通过大量测试来获取电流参数，加快了开发周期，并提高了转矩控制精度及系统效率。
【专利说明】
-种内嵌式永磁电机的最大转矩控制方法
技术领域
[0001 ]本发明设及一种内嵌式永磁电机的最大转矩控制方法，属于电机技术领域。
【背景技术】
[0002] 随着能源与环保问题的日益突出，节能减排技术对于汽车技术的发展来说日益重 要，传统的汽车动力平台向电动平台转换是历史发展的必然趋势。对于电动汽车，电机及其 驱动系统是其核屯、部件，而电机控制技术则是运一技术革新中的关键技术。
[0003] 永磁电机具有高可靠性、高功率因数、高效率及高功率密度等特点。在汽车驱动应 用中，要求永磁电机具有宽转速范围调速能力，电机既有低转速下的大转矩输出能力，在高 速下又能具备一定的功率输出能力。现有控制方法控制精度不高，不能充分发挥永磁电机 的能力。
【发明内容】
[0004] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种内嵌式永磁电机的最大转矩控制方 法。
[0005] 为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
[0006] -种内嵌式永磁电机的最大转矩控制方法，包括W下步骤，
[0007] 步骤1，电流指令确定；
[000引根据需求转矩与实际转矩的差值，通过积分调节计算所需总电流Is;
[0009] 需求转矩即为转矩指令，所需总电流Is即为电流指令；
[0010] 步骤2,角度一维捜索；
[0011] 采用一维捜索法对电流指令进行电流角度捜索，初步选取候选电流角度；
[0012] 步骤3，电流幅值及角度在线优化；
[0013] 将电流指令及初步选取的候选电流角度代入转矩方程，计算候选角度所对应的实 际转矩，对比并确定最大转矩，定位最大转矩所对应电流角度的相邻区域内逐步进行捜索， 同时根据实际转矩与转矩指令的差值调节电流指令及电流角度并实时进行优化，直至遽选 出最优的电流指令及电流角度；
[0014] 转矩方程为，
[0015]
[0016] 其中，Te为转矩，P为电机的极对数，恥为电机的永磁体磁链，Ld、Lq分别为电机的d 轴电感和q轴电感，Θ为电流角度。
[0017] 步骤4,电流矢量确定；
[0018] 根据遽选出的最优电流指令及电流角度，计算出永磁电机的转子d轴电流Id和q轴 电流Iq，Id为永磁电机的转子d轴电流指令，Iq为永磁电机的转子q轴电流指令。
[0019] 本发明所达到的有益效果:本发明采用一维捜索在线优化法，定位最大转矩所对 应电流角度的相邻区域内逐次进行捜索并实时进行优化，直至遽选出最优电流角度及电流 指令;该方法不仅较大的提高了控制精度，而且实现了电机的最大转矩输出，充分发挥了电 机的能力，避免了采用离线方法通过大量测试来获取电流参数，加快了开发周期，并提高了 转矩控制精度及系统效率。
【附图说明】
[0020] 图1为本发明的内嵌式永磁电机的最大转矩控制方法结构图。
[0021] 图2为本发明的角度一维捜索在线优化的结构图。
【具体实施方式】
[0022] 下面结合附图对本发明作进一步描述。W下实施例仅用于更加清楚地说明本发明 的技术方案，而不能W此来限制本发明的保护范围。
[0023] 如图1所示，一种内嵌式永磁电机的最大转矩控制方法，包括W下步骤：
[0024] 步骤1，电流指令确定。
[0025] 根据需求转矩与实际转矩的差值，通过积分调节计算所需总电流Is。
[0026] 需求转矩即为转矩指令，所需总电流Is即为电流指令。
[0027] 步骤2,角度一维捜索。
[0028] 采用一维捜索法对电流指令进行电流角度捜索，初步选取候选电流角度。
[0029] 步骤3,电流幅值及角度在线优化。
[0030] 将电流指令及初步选取的候选电流角度代入转矩方程，计算候选角度所对应的实 际转矩，对比并确定最大转矩，定位最大转矩所对应电流角度的相邻区域内逐步进行捜索， 同时根据实际转矩与转矩指令的差值调节电流指令及电流角度并实时进行优化，直至遽选 出最优的电流指令及电流角度。
[0031] 转矩方程为，
[0032]
[0033] 其中，Te为转矩，P为电机的极对数，恥为电机的永磁体磁链，Ld、Lq分别为电机的d 轴电感和q轴电感，Θ为电流角度。
[0034] 上述步骤2和3为统称为角度一维捜索在线优化，具体如图2所示，例如:在0-V4电 流角度内将区域分为6等分，确定区域内3个等分点01、02、03，根据转矩方程分别计算各等分 点所对应的转矩了61、了62、了63，对比并确定最大转矩了6|?3、所对应的电流角度等分点目。。*，剔除 最大转矩所对应电流角度的W外区域，确定最大转矩所对应电流角度的相邻区域[θηρ*- (目max-目min) /6，目叩t+ (目max-目min)/6 ]，目max = V4，目min= 0，逐步进行一维捜索直至遽选出最优的 电流指令及电流角度。
[0(X3日]步骤4,电流矢量确定。
[0036] 根据遽选出的最优电流指令及电流角度，计算出永磁电机的转子d轴电流Id和q轴 电流Iq，Id永磁电机的转子d轴电流指令，Iq永磁电机的转子q轴电流指令。
[0037] Iq和Id的计算公式为
[0038] 上述方法采用一维捜索在线优化法，剔除最大转矩所对应电流角度的W外区域， 定位于最大转矩所对应电流角度的相邻区域内逐次进行捜索并实时进行优化，直至遽选出 最优电流角度及电流指令;该方法不仅较大的提高了控制精度，而且实现了电机的最大转 矩输出，充分发挥了电机的能力，避免了采用离线方法通过大量测试来获取电流参数，加快 了开发周期，并提高了转矩控制精度及系统效率。
[0039] W上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人 员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可W做出若干改进和变形，运些改进和变形 也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种内嵌式永磁电机的最大转矩控制方法，其特征在于:包括以下步骤， 步骤1，电流指令确定； 根据需求转矩与实际转矩的差值，通过积分调节计算所需总电流Is; 需求转矩即为转矩指令，所需总电流Is即为电流指令； 步骤2,角度一维搜索； 采用一维搜索法对电流指令进行电流角度搜索，初步选取候选电流角度； 步骤3，电流幅值及角度在线优化； 将电流指令及初步选取的候选电流角度代入转矩方程，计算候选角度所对应的实际转 矩，对比并确定最大转矩，剔除最大转矩所对应电流角度的以外区域，定位于最大转矩所对 应电流角度的相邻区域内逐步进行搜索，同时根据实际转矩与转矩指令的差值调节电流指 令及电流角度并实时进行优化，直至遴选出最优的电流指令及电流角度； 步骤4,电流矢量确定； 根据遴选出的最优电流指令及电流角度，计算出永磁电机的转子d轴电流Id和q轴电流 Iq，Id永磁电机的转子d轴电流指令，Iq永磁电机的转子q轴电流指令。2. 根据权利要求1所述的一种内嵌式永磁电机的最大转矩控制方法，其特征在于:转矩 方程为，其中，T (3为转矩，P为电机的极对数，Φ f为电机的永磁体磁链，L d、L q分别为电机的d轴电感 和q轴电感，Θ为电流角度。
【文档编号】H02P21/16GK105871284SQ201610322141
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年5月16日
【发明人】黄璇, 张臻, 陶冬生, 高晓杰, 牛敬彬
【申请人】澳特卡新能源科技（上海）有限公司