本發(fā)明涉及電機(jī)控制領(lǐng)域，更具體而言，本發(fā)明涉及一種電機(jī)參數(shù)的在線觀測(cè)與控制裝置，包括該裝置的電機(jī)控制器，以及包括該電機(jī)控制器的電驅(qū)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、永磁同步電機(jī)(簡(jiǎn)稱pmsm)由于具有效率高、功率密度大、響應(yīng)速度快、調(diào)速范圍寬等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于車輛(特別是電動(dòng)車輛)電驅(qū)系統(tǒng)中。永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁鏈取決于永磁體的磁材，磁材的性能對(duì)車輛電驅(qū)系統(tǒng)的性能影響很大。

2、當(dāng)永磁同步電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間在高溫工況下運(yùn)行時(shí)，會(huì)導(dǎo)致電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁鏈降低，甚至退磁。轉(zhuǎn)子退磁又導(dǎo)致電機(jī)輸出扭矩降低，從而對(duì)車輛的行駛安全造成威脅。因此，在電機(jī)的控制過程中，希望能對(duì)轉(zhuǎn)子磁鏈的變化情況進(jìn)行實(shí)施觀測(cè)，以在磁鏈出現(xiàn)非正常的降低時(shí)執(zhí)行補(bǔ)救措施，以便準(zhǔn)確控制電機(jī)輸出扭矩。

3、此外，由于電機(jī)參數(shù)會(huì)隨著電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的變化而改變，因此希望在對(duì)電機(jī)扭矩進(jìn)行控制時(shí)能夠?qū)崟r(shí)獲得準(zhǔn)確的電機(jī)參數(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提出了一種電機(jī)參數(shù)的在線觀測(cè)與控制裝置，該裝置包括：

2、輸入模塊，所述輸入模塊用于提供電機(jī)的dq軸電流控制值id_control,iq_control；

3、控制器，所述控制器配置為根據(jù)由所述輸入模塊提供的dq軸電流控制值id_control,iq_control向電機(jī)輸出相應(yīng)的控制電壓，以驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)；

4、第一采集模塊，所述第一采集模塊用于采集電機(jī)轉(zhuǎn)速；

5、第二采集模塊，所述第二采集模塊用于采集電機(jī)的相電流；

6、電流變換模塊，所述電流變換模塊用于將由所述第二采集模塊獲取的相電流轉(zhuǎn)換為電機(jī)的dq軸電流實(shí)際值id_real,iq_real，其中所述控制器配置為基于所述dq軸電流實(shí)際值id_real,iq_real調(diào)節(jié)向電機(jī)輸出的控制電壓；

7、查找表，所述查找表用于根據(jù)所述dq軸電流控制值id_control,iq_control確定電機(jī)的dq軸電感l(wèi)d,lq；

8、觀測(cè)器，所述觀測(cè)器配置為根據(jù)由所述第一采集模塊獲取的電機(jī)轉(zhuǎn)速、由所述查找表確定的dq軸電感l(wèi)d,lq以及所述dq軸電流實(shí)際值id_real,iq_real估計(jì)電機(jī)的至少一個(gè)工作參數(shù)；以及

9、輸出模塊，所述輸出模塊用于輸出所述觀測(cè)器的觀測(cè)結(jié)果。

10、根據(jù)一個(gè)可選的實(shí)施例，所述至少一個(gè)工作參數(shù)包括電機(jī)的dq軸電壓估計(jì)值ud_est,uq_est，并且所述觀測(cè)器進(jìn)一步配置為在估計(jì)所述至少一個(gè)工作參數(shù)的過程中考慮電機(jī)的dq軸電壓估計(jì)值ud_est,uq_est與dq軸電壓控制值ud_real,uq_real之間的差值δu。

11、根據(jù)一個(gè)可選的實(shí)施例，所述dq軸電壓控制值ud_real,uq_real由所述控制器根據(jù)所述dq軸電流控制值id_control,iq_control來提供，所述裝置進(jìn)一步包括：

12、電壓補(bǔ)償模塊，所述電壓補(bǔ)償模塊配置為根據(jù)所述dq軸電壓控制值ud_real,uq_real以及電機(jī)的母線電壓和相電流確定一電壓增益，并基于該電壓增益來補(bǔ)償電機(jī)中的電壓衰減；和/或

13、比較器，所述比較器用于計(jì)算dq軸電壓控制值ud_real,uq_real與dq軸電壓估計(jì)值ud_est,uq_est之間的差值δu，

14、其中，所述觀測(cè)器進(jìn)一步配置為根據(jù)所述差值δu進(jìn)行迭代計(jì)算，以確定所述觀測(cè)器的模型參數(shù)。

15、根據(jù)一個(gè)可選的實(shí)施例，所述至少一個(gè)工作參數(shù)包括電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁鏈ψf，并且所述控制器進(jìn)一步配置為基于由所述觀測(cè)器估計(jì)的轉(zhuǎn)子磁鏈ψf來估算轉(zhuǎn)子溫度。

16、根據(jù)一個(gè)可選的實(shí)施例，電機(jī)的dq軸電流控制值id_control,iq_control通過將所述轉(zhuǎn)子磁鏈ψf作為輸入查表確定。

17、根據(jù)一個(gè)可選的實(shí)施例，所述至少一個(gè)工作參數(shù)包括電機(jī)的定子電阻r，并且所述控制器進(jìn)一步配置為基于該定子電阻r推算定子溫度。

18、根據(jù)一個(gè)可選的實(shí)施例，所述裝置還包括存儲(chǔ)器，其中所述控制器進(jìn)一步配置為在電機(jī)下電時(shí)將所述至少一個(gè)工作參數(shù)保存至所述存儲(chǔ)器中，并且記錄電機(jī)的下電總時(shí)長(zhǎng)，

19、其中，所述控制器進(jìn)一步配置為在電機(jī)重新上電時(shí)從所述存儲(chǔ)器中讀取電機(jī)在上一個(gè)工作周期內(nèi)的工作參數(shù)和下電總時(shí)長(zhǎng)，并基于讀取結(jié)果推算所述觀測(cè)器的初始輸入。

20、根據(jù)一個(gè)可選的實(shí)施例，所述觀測(cè)器包括遞推最小二乘法觀測(cè)器。

21、根據(jù)本發(fā)明的第二方面，還提供了一種電機(jī)控制器，該電機(jī)控制器包括如上所述的電機(jī)參數(shù)的在線觀測(cè)與控制裝置。

22、根據(jù)本發(fā)明的第三方面，還提供一種電驅(qū)系統(tǒng)，該電驅(qū)系統(tǒng)包括：

23、電機(jī)；和

24、如上所述的電機(jī)控制器。

25、根據(jù)本發(fā)明的在線觀測(cè)與控制裝置能夠?qū)崟r(shí)觀測(cè)電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁鏈和定子電阻，進(jìn)而可進(jìn)一步監(jiān)控轉(zhuǎn)子的工作狀態(tài)和定子的工作溫度，特別是可以觀測(cè)到轉(zhuǎn)子磁鏈的非正常降低，從而能夠在出現(xiàn)轉(zhuǎn)子磁鏈的非正常降低時(shí)執(zhí)行補(bǔ)救措施，以便準(zhǔn)確控制電機(jī)輸出扭矩。該裝置不需要復(fù)雜的溫度模型和大量的數(shù)據(jù)標(biāo)定，節(jié)約了運(yùn)算成本。

技術(shù)特征：

1.一種電機(jī)參數(shù)的在線觀測(cè)與控制裝置，其特征在于，該裝置包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)參數(shù)的在線觀測(cè)與控制裝置，其特征在于，所述至少一個(gè)工作參數(shù)包括電機(jī)的dq軸電壓估計(jì)值udest，uqest，并且所述觀測(cè)器進(jìn)一步配置為在估計(jì)所述至少一個(gè)工作參數(shù)的過程中考慮電機(jī)的dq軸電壓估計(jì)值ud_est，uq_est與dq軸電壓控制值ud_real，uq_real之間的差值δu。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電機(jī)參數(shù)的在線觀測(cè)與控制裝置，其特征在于，所述dq軸電壓控制值ud_real，uq_real由所述控制器根據(jù)所述dq軸電流控制值id_control，iq_control來提供，所述裝置進(jìn)一步包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的電機(jī)參數(shù)的在線觀測(cè)與控制裝置，其特征在于，所述至少一個(gè)工作參數(shù)包括電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁鏈ψf，并且所述控制器進(jìn)一步配置為基于由所述觀測(cè)器估計(jì)的轉(zhuǎn)子磁鏈ψf估算轉(zhuǎn)子溫度。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電機(jī)參數(shù)的在線觀測(cè)與控制裝置，其特征在于，電機(jī)的dq軸電流控制值id_control，iq_control通過將所述轉(zhuǎn)子磁鏈ψf作為輸入查表確定。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的電機(jī)參數(shù)的在線觀測(cè)與控制裝置，其特征在于，所述至少一個(gè)工作參數(shù)包括電機(jī)的定子電阻r，并且所述控制器進(jìn)一步配置為基于該定子電阻r推算定子溫度。

7.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的電機(jī)參數(shù)的在線觀測(cè)與控制裝置，其特征在于，所述裝置還包括存儲(chǔ)器，其中所述控制器進(jìn)一步配置為在電機(jī)下電時(shí)將所述至少一個(gè)工作參數(shù)保存至所述存儲(chǔ)器中，并且記錄電機(jī)的下電總時(shí)長(zhǎng)，

8.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的電機(jī)參數(shù)的在線觀測(cè)與控制裝置，其特征在于，所述觀測(cè)器包括遞推最小二乘法觀測(cè)器。

9.一種電機(jī)控制器，其特征在于，該電機(jī)控制器包括根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的電機(jī)參數(shù)的在線觀測(cè)與控制裝置。

10.一種電驅(qū)系統(tǒng)，其特征在于，該電驅(qū)系統(tǒng)包括電機(jī)和根據(jù)權(quán)利要求9所述的電機(jī)控制器。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種電機(jī)參數(shù)的在線觀測(cè)與控制裝置，包括：輸入模塊；控制器，用于根據(jù)由所述輸入模塊提供的dq軸電流控制值向電機(jī)輸出相應(yīng)的控制電壓；第一采集模塊，用于采集電機(jī)轉(zhuǎn)速；第二采集模塊，用于采集相電流；電流變換模塊，用于將由所述第二采集模塊獲取的相電流轉(zhuǎn)換為電機(jī)的dq軸電流實(shí)際值，該控制器配置為基于所述dq軸電流實(shí)際值調(diào)節(jié)向電機(jī)輸出的控制電壓；查找表，用于根據(jù)dq軸電流控制值確定dq軸電感；觀測(cè)器，用于根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速、dq軸電感以及dq軸電流實(shí)際值估計(jì)電機(jī)的至少一個(gè)工作參數(shù)；以及輸出模塊，用于輸出所述觀測(cè)器的觀測(cè)結(jié)果。本發(fā)明還涉及一種包括該裝置的電機(jī)控制器和包括該電機(jī)控制器的電驅(qū)系統(tǒng)。

技術(shù)研發(fā)人員：劉洋
受保護(hù)的技術(shù)使用者：緯湃汽車電子（天津）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19