[发明专利]电动汽车感应电动机无速度传感器矢量控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及电动汽车驱动控制技术领域，具体地说，涉及一种电动汽车感应电动机无速度传感器矢量控制系统。 

背景技术

矢量控制技术是一种基于电动机转子磁场定向，以实现电磁转矩与转子磁通的解耦控制，来极大得改善系统动态响应能力的高性能调速控制技术。但矢量控制在构成转速闭环时，需要安装测量电机转速的测速电机或光电编码器，这不仅增加了成本和加大了安装、维护的困难，也使系统易受干扰，降低系统的稳定性，且不适合在恶劣的环境中工作。而在无速度传感器的矢量控制系统中，为了获得转子磁场的位置，需要进行转子磁链的辨别。现在转子磁链的辨识方法主要有利用转子磁链的电压或电流模型、模型参考自适应方法、全阶状态观测器等，但这些方法存在着辨识精度不高或算法复杂等种种问题。更为重要的是现有的通用变频器包括无速度传感器输入的是其转速参数，系统会根据给定转速与自身转速估计构成的转速闭环来调整系统状态，使传速输出等于给定转速；而对电动汽车变频器来说，输入给变频器的是矩量，由驾驶员根据负载与车速的要求实现转矩控制，没有通常意义上的转速环，电动汽车中的电机控制系统需要实现的是电机转矩的高质量控制。 

电动汽车电机驱动系统需要满足以下几点要求： 

1、电动汽车用电动机应瞬时功率大，过载能力强，加速性能好。 

2、电动汽车用电动机应具有较大的调速范围，低速时应该具有较大转矩，满足起动加速、负载爬坡的要求。 

3、电机及控制装置应结构坚固、体积小、重量轻、抗颠簸震动。 

4、整个系统应运行平稳，电气系统失效保障措施完善，汽车乘座舒适。 

5、电动汽车电动机及其控制系统最好能汽车减速时实现再生制动，将能量反馈给蓄电池，使得电动汽车具有较高的能源利用率。 

6、电动汽车电动机及其控制系统应该具有较高的效率，从而提高一次充电续驶里程。 

7、在满足以上条件的基础上，尽可能降低系统成本。 

可见，电动汽车用无速度传感器系统要求具有很好的动态性，对转矩给定 必须及时准确地响应。 

发明内容

本发明的目的是为了克服上述缺陷，提供一种具有良好的动态性、对转矩给定必须及时准确地响应并且降低系统成本的电动汽车感应电动机无速度传感器矢量控制系统。 

为解决上述问题，本发明所采用的技术方案是： 

一种电动汽车感应电动机无速度传感器矢量控制系统，其由电源装置供电以驱动感应电动机，其特征在于：所述电动汽车感应电动机无速度传感器矢量控制系统还包括 

将直流分量的两相电流变换成交流分量的三相电流的第一坐标变换单元、 

接受交流分量的三相电流并与感应电动机相连的逆变器、 

将来自逆变器的交流分量的三相电流变换成直流分量的两相电流并与第一坐标变换单元相连的第二坐标变换单元、 

以转子磁场定向的位置角估计单元、 

与位置角估计单元相连的速度估计单元以及控制硬件的控制电路。 

进一步的说： 

所述逆变器的主回路是由六个IGBT和每个IGBT反并联的一个续流二极管组成。逆变器的主回路直流侧与车载蓄电池串联，同时并联一个电容。逆变器的主回路有三个电压输出端，并且其中两个设有测电流的霍尔元件。 

更进一步的说： 

所述位置角估计单元为带限幅的电压型转子磁链估计模型，并且位置角估计单元分别于第一坐标变换单元和第二坐标变换单元相连。 

所述控制电路包括TMS320LF2407DSP器件以及围绕DSP器件搭建控制电路的AD采样设备、外设故障保护设备、外设控制设备以及通过CAN总线与DSP器件连接的上位机监控系统。 

一种电动汽车感应电动机无速度传感器矢量控制方法，其由电源装置供电以驱动感应电动机，其特征在于：所述电动汽车感应电动机无速度传感器矢量控制方法包括以下步骤： 

直接输入转矩量给控制系统，转矩量通过PID转矩调节器到达第一坐标变换单元； 

第一左边变换单元将直流分量的两相电流变换成交流分量的三相电压； 

逆变器接收交流分量的三相电压并驱动感应电动机运动； 

第二坐标变换单元连接在逆变器输出的交流分量的三相电压上，并将交流分量的三相电压变换成直流分量的两相电流，直流分量的两相电流通过导线传输到第一坐标变换单元；