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

背景技術(shù)：

1、永磁同步電機(簡稱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)點而被廣泛應(yīng)用于車輛(特別是電動車輛)電驅(qū)系統(tǒng)中。永磁同步電機的轉(zhuǎn)子磁鏈取決于永磁體的磁材，磁材的性能對車輛電驅(qū)系統(tǒng)的性能影響很大。

2、當(dāng)永磁同步電機長時間在高溫工況下運行時，會導(dǎo)致電機的轉(zhuǎn)子磁鏈降低，甚至退磁。轉(zhuǎn)子退磁又導(dǎo)致電機輸出扭矩降低，從而對車輛的行駛安全造成威脅。因此，在電機的控制過程中，希望能對轉(zhuǎn)子磁鏈的變化情況進行實施觀測，以在磁鏈出現(xiàn)非正常的降低時執(zhí)行補救措施，以便準(zhǔn)確控制電機輸出扭矩。

3、此外，由于電機參數(shù)會隨著電機運行狀態(tài)的變化而改變，因此希望在對電機扭矩進行控制時能夠?qū)崟r獲得準(zhǔn)確的電機參數(shù)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提出了一種電機參數(shù)的在線觀測與控制裝置，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向電機輸出相應(yīng)的控制電壓，以驅(qū)動電機旋轉(zhuǎn)；

4、第一采集模塊，所述第一采集模塊用于采集電機轉(zhuǎn)速；

5、第二采集模塊，所述第二采集模塊用于采集電機的相電流；

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)換為電機的dq軸電流實際值id_real,iq_real，其中所述控制器配置為基于所述dq軸電流實際值id_real,iq_real調(diào)節(jié)向電機輸出的控制電壓；

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確定電機的dq軸電感l(wèi)d,lq；

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

9、輸出模塊，所述輸出模塊用于輸出所述觀測器的觀測結(jié)果。

10、根據(jù)一個可選的實施例，所述至少一個工作參數(shù)包括電機的dq軸電壓估計值ud_est,uq_est，并且所述觀測器進一步配置為在估計所述至少一個工作參數(shù)的過程中考慮電機的dq軸電壓估計值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)一個可選的實施例，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，所述裝置進一步包括：

12、電壓補償模塊，所述電壓補償模塊配置為根據(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償電機中的電壓衰減；和/或

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

14、其中，所述觀測器進一步配置為根據(jù)所述差值δu進行迭代計算，以確定所述觀測器的模型參數(shù)。

15、根據(jù)一個可選的實施例，所述至少一個工作參數(shù)包括電機的轉(zhuǎn)子磁鏈ψf，并且所述控制器進一步配置為基于由所述觀測器估計的轉(zhuǎn)子磁鏈ψf來估算轉(zhuǎn)子溫度。

16、根據(jù)一個可選的實施例，電機的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)一個可選的實施例，所述至少一個工作參數(shù)包括電機的定子電阻r，并且所述控制器進一步配置為基于該定子電阻r推算定子溫度。

18、根據(jù)一個可選的實施例，所述裝置還包括存儲器，其中所述控制器進一步配置為在電機下電時將所述至少一個工作參數(shù)保存至所述存儲器中，并且記錄電機的下電總時長，

19、其中，所述控制器進一步配置為在電機重新上電時從所述存儲器中讀取電機在上一個工作周期內(nèi)的工作參數(shù)和下電總時長，并基于讀取結(jié)果推算所述觀測器的初始輸入。

20、根據(jù)一個可選的實施例，所述觀測器包括遞推最小二乘法觀測器。

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

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；和

24、如上所述的電機控制器。

25、根據(jù)本發(fā)明的在線觀測與控制裝置能夠?qū)崟r觀測電機的轉(zhuǎn)子磁鏈和定子電阻，進而可進一步監(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執(zhí)行補救措施，以便準(zhǔn)確控制電機輸出扭矩。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)約了運算成本。

技術(shù)特征：

1.一種電機參數(shù)的在線觀測與控制裝置，其特征在于，該裝置包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機參數(shù)的在線觀測與控制裝置，其特征在于，所述至少一個工作參數(shù)包括電機的dq軸電壓估計值udest，uqest，并且所述觀測器進一步配置為在估計所述至少一個工作參數(shù)的過程中考慮電機的dq軸電壓估計值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所述的電機參數(shù)的在線觀測與控制裝置，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，所述裝置進一步包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的電機參數(shù)的在線觀測與控制裝置，其特征在于，所述至少一個工作參數(shù)包括電機的轉(zhuǎn)子磁鏈ψf，并且所述控制器進一步配置為基于由所述觀測器估計的轉(zhuǎn)子磁鏈ψf估算轉(zhuǎn)子溫度。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電機參數(shù)的在線觀測與控制裝置，其特征在于，電機的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中任一項所述的電機參數(shù)的在線觀測與控制裝置，其特征在于，所述至少一個工作參數(shù)包括電機的定子電阻r，并且所述控制器進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中任一項所述的電機參數(shù)的在線觀測與控制裝置，其特征在于，所述裝置還包括存儲器，其中所述控制器進一步配置為在電機下電時將所述至少一個工作參數(shù)保存至所述存儲器中，并且記錄電機的下電總時長，

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

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

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

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種電機參數(shù)的在線觀測與控制裝置，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輸出相應(yīng)的控制電壓；第一采集模塊，用于采集電機轉(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)換為電機的dq軸電流實際值，該控制器配置為基于所述dq軸電流實際值調(diào)節(jié)向電機輸出的控制電壓；查找表，用于根據(jù)dq軸電流控制值確定dq軸電感；觀測器，用于根據(jù)電機轉(zhuǎn)速、dq軸電感以及dq軸電流實際值估計電機的至少一個工作參數(shù)；以及輸出模塊，用于輸出所述觀測器的觀測結(jié)果。本發(fā)明還涉及一種包括該裝置的電機控制器和包括該電機控制器的電驅(qū)系統(tǒng)。

技術(shù)研發(fā)人員：劉洋
受保護的技術(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