異步電動機控制器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于汽車控制器領(lǐng)域，具體涉及一種用于電動汽車的異步電動機控制 器。
【背景技術(shù)】
[0002] 內(nèi)燃機車輛，尤其是汽車，是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的重要成就之一。近些年隨著汽車的急 劇增加，能源和環(huán)境問題日漸突出。因此，人們迫切需要尋找一種低排放和節(jié)約能源的交通 工具。電動汽車以其低噪音、無排放、能源利用率高以及能源來源多樣化等優(yōu)點已經(jīng)成為各 國研宄的重點，并在世界范圍內(nèi)獲得了廣泛關(guān)注。而電機驅(qū)動系統(tǒng)是電動汽車最關(guān)鍵的部 分之一，決定了整車的性能。
[0003] 由于異步電動機由于具有體積小、功率大、效率高、結(jié)構(gòu)簡單和易于維護等優(yōu)點， 交流異步電機驅(qū)動系統(tǒng)正逐漸替代直流電機驅(qū)動系統(tǒng)成為電動汽車主流的驅(qū)動系統(tǒng)。但 是，現(xiàn)有的交流異步電動機采用的控制方法是通過光電編碼器輸出的轉(zhuǎn)速信號構(gòu)成轉(zhuǎn)速與 磁鏈雙閉環(huán)的矢量控制系統(tǒng)，這樣磁鏈的幅值和相位易受到外界影響，從而造成控制結(jié)果 的不準確，不能實現(xiàn)對轉(zhuǎn)矩的瞬時控制，而且系統(tǒng)復(fù)雜，成本昂貴，因此使得電動汽車無法 被廣泛地推廣和應(yīng)用。 【實用新型內(nèi)容】
[0004] 本實用新型是為了解決上述課題而進行的，目的在于提供一種能夠?qū)崟r控制并且 控制精確、結(jié)構(gòu)緊湊、成本低的異步電機控制器。
[0005] 本實用新型提供了一種控制效果好、結(jié)構(gòu)緊湊、成本低的異步電機控制器，其特征 在于，包括：設(shè)定部，用于設(shè)定異步電動機的預(yù)定轉(zhuǎn)速以及最大電壓值；采集部，與異步電 動機相連用于采集異步電動機的輸出定子電流、輸出定子電壓以及直流母線電壓；計算部， 包含：根據(jù)輸出定子電流、輸出定子電壓以及直流母線電壓計算出異步電動機的實時轉(zhuǎn)速 和磁通角的第一計算單元，根據(jù)定子電壓與最大電壓值之間的差值和磁通角基于預(yù)定規(guī)則 計算得到勵磁電流調(diào)節(jié)信號的第二計算單元以及根據(jù)實時轉(zhuǎn)速與預(yù)定轉(zhuǎn)速的差值和磁通 角基于預(yù)定規(guī)則計算得到轉(zhuǎn)矩電流調(diào)節(jié)信號的第三計算單元；轉(zhuǎn)換部，將勵磁電流調(diào)節(jié)信 號和轉(zhuǎn)矩電流調(diào)節(jié)信號轉(zhuǎn)換為電壓調(diào)節(jié)信號；以及控制部，根據(jù)電壓調(diào)節(jié)信號控制異步電 動機的工作電壓。
[0006] 本實用新型的異步電動機控制器還可以具有這樣的特征：其中，第一計算單元采 用FAST估算器計算交流異步電動機的實時轉(zhuǎn)速和磁通角。
[0007] 本實用新型的異步電動機控制器還可以具有這樣的特征：其中，控制部采用電壓 矢量調(diào)制方法產(chǎn)生PWM信號從而控制異步電動機的工作電壓。
[0008] 實用新型的作用與效果
[0009] 根據(jù)本實用新型所涉及的異步電動機控制器，因為采集部能夠采集異步電動機 的輸出定子電流、輸出定子電壓以及直流母線電壓，第一計算單元能夠計算出異步電動機 的實時轉(zhuǎn)速和磁通角，第二計算單元能夠計算出勵磁電流調(diào)節(jié)信號，第三計算單元能夠計 算出轉(zhuǎn)矩電流調(diào)節(jié)信號，轉(zhuǎn)換部能夠?qū)畲烹娏髡{(diào)節(jié)信號和轉(zhuǎn)矩電流調(diào)節(jié)信號轉(zhuǎn)換為電壓 調(diào)節(jié)信號，控制部根據(jù)電壓調(diào)節(jié)信號控制異步電動機的工作電壓，使得實時轉(zhuǎn)速與設(shè)定部 的預(yù)定轉(zhuǎn)速一致，實現(xiàn)對轉(zhuǎn)矩進行瞬時控制，從而對交流異步電機的進行精確控制，而且具 有成本低廉、結(jié)構(gòu)緊湊的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0010] 圖1是本實用新型的實施例中異步電動機控制器的結(jié)構(gòu)框圖；以及圖2是本實用 新型的實施例中異步電動機控制器的控制原理圖。
[0011] 具體實施案例
[0012] 為了使本實用新型實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，以 下實施例結(jié)合附圖對本實用新型的異步電動機控制器作具體闡述。
[0013] 圖1是本實用新型的實施例中異步電動機控制器的結(jié)構(gòu)框圖。
[0014] 如圖1所示，異步電動機控制器100控制電動汽車的異步電動機110的工作電壓 從而調(diào)節(jié)異步電動機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，異步電動機控制器100包括：設(shè)定部120、采集部130、 計算部140、轉(zhuǎn)換部150、控制部160。
[0015] 設(shè)定部120用于輸入異步電動機110的預(yù)定轉(zhuǎn)速以及最大電壓值，該最大電壓值 作為計算部140的計算參考值。
[0016] 采集部130與異步電動機110相連接，用于采集異步電動機110中定子的輸出定 子電流與輸出定子電壓，以及采集異步電動機110中直流母線的直流母線電壓。
[0017] 計算部140與設(shè)定部120、采集部130和轉(zhuǎn)換部150相連接，計算部140包含：第 一計算單元141、第二計算單元142和第三計算單元143。
[0018] 第一計算單元141根據(jù)輸出定子電流、輸出定子電壓以及直流母線電壓計算出交 流異步電動機的實時轉(zhuǎn)速和磁通角。第二計算單元142計算得到定子電壓與最大電壓值之 間的差值并且根據(jù)該差值和磁通角基于預(yù)定規(guī)則計算得到勵磁電流調(diào)節(jié)信號。第三計算單 元143計算得到實時轉(zhuǎn)速與預(yù)定轉(zhuǎn)速的差值并根據(jù)該差值和磁通角基于預(yù)定規(guī)則計算得 到轉(zhuǎn)矩電流調(diào)節(jié)信號。
[0019] 轉(zhuǎn)換部150將勵磁電流調(diào)節(jié)信號和轉(zhuǎn)矩電流調(diào)節(jié)信號轉(zhuǎn)換為電壓調(diào)節(jié)信號。
[0020] 控制部160根據(jù)電壓調(diào)節(jié)信號控制異步電動機的工作電壓。
[0021] 圖2是本實用新型的實施例中異步電動機控制器的控制原理圖。
[0022] 如圖2所示，異步電動機110采用72V直流電源?？刂撇?60包含三相逆變器，三 相逆變器將72V直流電源轉(zhuǎn)換為異步電動機110工作所需的交流電。在本實施例中，異步 電動機110繞組采用星形接法，采集部130采用電流霍爾傳感器檢測該異步電動機的兩相 定子電流和三相定子電壓，因為三相定子電流之和為零，因此采集部130只需檢測實時兩 相定子電流:^和iB，三相定子電壓％、％、!!。、直流母線電壓Ud。和定子電壓幅值Us。
[0023] 第一計算單元141包含：Clark變換器141a、Park變換器141b、FAST估算器141c 和電流-磁鏈轉(zhuǎn)換器141d。Clark變換器141a通過Clark變換方法將實時兩相定子電流 、和iB、實時三相