[发明专利]一种电机控制器及其控制方法

权利要求书

1.一种控制方法，应用于电机控制器，其特征在于，所述控制方法包括：

根据交流电机转速与逆变器开关频率之间的对应关系，计算当前转速下允许达到的最低开关频率FreqCurrent；

计算随机开关频率取值区间[Freq3，FreqMaxSet]中的下限值Freq3，计算公式为

其中，Freq1为大于等于FreqCurrent的任一值，FreqMaxSet和FreqMinSet是根据系统硬件和控制性能要求综合考虑而设置的最高和最低开关频率；

从区间[Freq3，FreqMaxSet]内产生一个随机开关频率，作为电机控制器下一个控制节拍的随机开关频率；

其中，所述从区间[Freq3，FreqMaxSet]内产生一个随机开关频率，包括：

利用随机数生成模块生成一个预设范围[R2，R1]内的随机数Ri；

根据公式FreqOut＝Freq3+(FreqMaxSet-Freq3)*(Ri-R2)/(R1-R2)计算得到区间[Freq3，FreqMaxSet]内的一个随机开关频率FreqOut。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述根据交流电机转速与逆变器开关频率之间的对应关系，计算当前转速下允许达到的最低开关频率FreqCurrent，包括：

根据公式FreqCurrent＝MotSpd*Np*CarrierRatio/60，计算当前转速下允许达到的最低开关频率FreqCurrent；

其中，MotSpd表示当前转速，Np表示电机极对数，CarrierRatio表示电机控制器设置的载波比。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，R1＝1，R2＝0。

4.根据权利要求1所述的控制方法，电机控制器采用电流内环和转速外环的双闭环控制方式实现交流电机控制，其特征在于，所述控制方法还包括：

根据当前产生的随机开关频率改变电流内环中预设环节的系统参数，以使得电机控制器下一个控制节拍的随机开关频率与所述系统参数相匹配，保证电机控制器在高转速区的控制效果。

5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述预设环节包括PI控制器；

所述根据当前产生的随机开关频率改变电流内环中预设环节的系统参数，以使得电机控制器下一个控制节拍的随机开关频率与所述系统参数相匹配，保证电机控制器在高转速区的控制效果，包括：根据当前产生的随机开关频率改变所述PI控制器的内部参数，以保证所述电流内环的带宽为恒定值。

6.根据权利要求4或5所述的控制方法，其特征在于，所述预设环节包括角度补偿模块；

所述根据当前产生的随机开关频率改变电流内环中预设环节的系统参数，以使得电机控制器下一个控制节拍的随机开关频率与所述系统参数相匹配，保证电机控制器在高转速区的控制效果，包括：根据当前产生的随机开关频率改变所述角度补偿模块的内部参数，以补偿电流内环中反park变换的输出值施加到交流电机三相线端口上所存在的1.5拍的延迟。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述根据当前产生的随机开关频率改变所述角度补偿模块的内部参数，包括：

根据当前产生的随机开关频率计算开关周期值，将所述开关周期值经过延时模块输出，延时模块输出值与所述开关周期值进行0.5倍增益放大后的输出值相加，相加结果与当前转速值相乘，相乘结果与交流电机当前角度值相加得到反park变换的电机角度输入值。

8.一种电机控制器，包括控制单元、驱动及隔离电路和逆变器，所述控制单元的输出信号经所述驱动及隔离电路进行隔离放大后控制所述逆变器运行，使所述逆变器将车载电池输出的直流电压转换为交流电压；所述控制单元包括电流内环和转速外环，其特征在于，所述电流内环上设置有：随机开关频率产生模块；

所述开关频率产生模块用于根据交流电机转速与逆变器开关频率之间的对应关系，计算当前转速下允许达到的最低开关频率FreqCurrent；计算随机开关频率取值区间[Freq3，FreqMaxSet]中的下限值Freq3，计算公式为其中，Freq1为大于等于FreqCurrent的任一值，FreqMaxSet和FreqMinSet是根据系统硬件和控制性能要求综合考虑而设置的最高和最低开关频率；从区间[Freq3，FreqMaxSet]内产生一个随机开关频率，作为电机控制器下一个控制节拍的随机开关频率；

所述随机开关频率产生模块包括随机数生成模块和频率计算模块，其中：

随机数生成模块用于生成一个预设范围[R2，R1]内的随机数Ri；频率计算模块用于根据公式FreqOut＝Freq3+(FreqMaxSet-Freq3)*(Ri-R2)/(R1-R2)计算得到区间[Freq3，FreqMaxSet]内的一个随机开关频率。