[发明专利]一种电机控制器载频动态优化方法及电机控制器

说明书

本发明涉及一种电机控制器载频动态优化方法，该方法包括以下步骤：步骤S1：建立目标函数与电机转速、转矩和电机控制器载频有关，约束条件与电机控制器载频和采样频率有关的电机控制器载频动态优化模型；步骤S2：利用模糊逻辑方法求解电机控制器载频动态优化模型得到电机控制器动态优化载频。与现有技术相比，可以在保证谐波失真率的情况下动态改变载波频率减小电机控制器的损耗。

技术领域

本发明涉及电力电子与电力传动领域，尤其是涉及一种电机控制器载频动态优化方法及电机控制器。

背景技术

日本以及欧美的发达国家由于发展电动汽车起步时间早，他们在电机控制器的研究和发展上花了更多的精力和时间。很多汽车电子产品产商，如德国大陆集团、博世集团等公司也开始了电机控制器研发。部分汽车零部件或者汽车开发商蔚来、德国FEV发动技术有限公司、里卡多等，在电动汽车领域内的地位也不可忽视。由于欧美等发达国家发展电动汽车起步时间早，致使他们有着十分丰富的电动汽车开发经验，并且他们的控制策略具有很高的系统性，在控制器的效率控制上也十分超群。并且他们的汽车制造商和一些汽车零件生产商，甚至是一些电子器件提供商一同推出了汽车开放系统结构，为之后的开发环境和电子控制单元的使用提供了更加简捷的方式，让控制器的研发更趋于标注化。

近年来就发达国家而言，日本的电动汽车的制造和研究均采用永磁同步电机控制器，而中国的大部分电动汽车开发商也是采用永磁同步电机控制器并且采用配套的控制器，其电机控制器控制的功率可以达到130千瓦左右，具有很大的恒功率运范围，转速也能达到额定值的4.7倍。而相对于日本而言，欧美的控制技术和控制策略也十分成熟，但是他们大部分采用异步电机控制器作为直接动力来源，比较出名的就是美国的特斯拉公司，他们的电动车均采用异步电机控制器，并且其控制器性能也十分出色。

电机控制器中包含逆变器，逆变器中包含IGBT(绝缘栅双极型晶体管)，IGBT的功率损耗与载波频率有关，且随载波频率的提高、功率损耗增大，这样一则使效率下降，二则是功率模块发热增加，对运行是不利的，当然逆变器的工作电压越高，功率损耗亦加大。载波频率越大，逆变器的损耗越大，输出功率越小。如果环境温度高，逆变桥上下两个逆变管在交替导通过程中的死区将变小，严重时可导致桥臂短路而损坏逆变器。载波频率还会影响输出总谐波畸变量，影响电机噪声。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种电机控制器载频动态优化方法及电机控制器。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种电机控制器载频动态优化方法，该方法包括以下步骤：

步骤S1：建立目标函数与电机转速、转矩和电机控制器载频有关，约束条件与电机控制器载频和采样频率有关的电机控制器载频动态优化模型；

步骤S2：利用模糊逻辑方法求解电机控制器载频动态优化模型得到电机控制器动态优化载频。

求解所述的步骤S1目标函数包括以下步骤：

步骤S11：根据电机参数和逆变器损耗得到系统转换效率；

步骤S12：根据扭矩公式和系统转换效率得到与电机转速、转矩和电机控制器载频有关的目标函数。

所述的系统转换效率为：

η＝P_电机输出/(P_电机输出+P_电机损耗+P_IGBT)

其中，η是系统转换效率，P_IGBT为逆变器损耗，P_电机损耗为包括铁耗和铜耗的电机控制器损耗。

所述的P_IGBT为：

P_IGBT＝kf_C