專利名稱：一種牽引電機(jī)控制裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動(dòng)汽車領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種牽引電機(jī)控制裝置及方法。
背景技術(shù)：
隨著電動(dòng)汽車的不斷發(fā)展，人們對(duì)電動(dòng)汽車的安全性的要求越來越高，這也是決定電動(dòng)汽車能否向前推廣和大力發(fā)展的關(guān)鍵。牽引電機(jī)作為電動(dòng)汽車輸出動(dòng)力的核心部件，一旦牽引電機(jī)出現(xiàn)失控，特別是在高速情況下，其后果是不堪設(shè)想的。因此在設(shè)計(jì)電機(jī)控制器控制策略時(shí)對(duì)其要求也特別嚴(yán)格，使其不僅具備良好的動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)定性，還要在遇到特殊情況時(shí)具備及時(shí)的保護(hù)策略。采用矢量控制算法進(jìn)行電機(jī)控制時(shí)，當(dāng)轉(zhuǎn)速升到基速以上時(shí)，通常運(yùn)用削弱磁場(chǎng)的方法來防止逆變器電壓飽和，一旦弱磁電流不足以削弱磁 場(chǎng)來抵消逆變器電壓的飽和，此時(shí)SVPWM (空間矢量脈寬調(diào)制)調(diào)制的三相電壓波形不再是期望的電壓波形，牽引電機(jī)出現(xiàn)失控，牽引電機(jī)在高速運(yùn)行的情況下，其風(fēng)險(xiǎn)很大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述牽引電機(jī)出現(xiàn)失控的缺陷，提供一種避免牽引電機(jī)出現(xiàn)失控的牽引電機(jī)控制裝置及方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種牽引電機(jī)控制裝置，包括坐標(biāo)變換單元、第一計(jì)算單元、第一調(diào)節(jié)器、第二調(diào)節(jié)器、第二計(jì)算單元、第四計(jì)算單元、第三調(diào)節(jié)器和空間矢量脈寬調(diào)制逆變器；所述坐標(biāo)變換單元將所述牽引電機(jī)的三相電流轉(zhuǎn)換成兩相正交的反饋轉(zhuǎn)矩電流和反饋勵(lì)磁電流；外界需求轉(zhuǎn)矩電流和所述反饋轉(zhuǎn)矩電流分別進(jìn)入所述第一計(jì)算單元并進(jìn)行相減，所述第一計(jì)算單元將得到的轉(zhuǎn)矩電流偏差輸出至所述第一調(diào)節(jié)器；所述第一調(diào)節(jié)器對(duì)所述轉(zhuǎn)矩電流偏差進(jìn)行比例積分調(diào)節(jié)并將得到的交軸電壓值輸出至所述第二計(jì)算單元；外界需求勵(lì)磁電流和所述反饋勵(lì)磁電流分別進(jìn)入所述第四計(jì)算單元并進(jìn)行相減，所述第四計(jì)算單元將得到的勵(lì)磁電流偏差輸出至所述第三調(diào)節(jié)器；所述第三調(diào)節(jié)器對(duì)所述勵(lì)磁電流偏差進(jìn)行比例積分調(diào)節(jié)并將得到的定子電壓直軸分量輸出至所述空間矢量脈寬調(diào)制逆變器用以控制所述牽引電機(jī)；所述反饋轉(zhuǎn)矩電流和反饋勵(lì)磁電流還分別進(jìn)入所述第二調(diào)節(jié)器，所述第二調(diào)節(jié)器分別對(duì)所述反饋轉(zhuǎn)矩電流、反饋勵(lì)磁電流以及進(jìn)入所述第二調(diào)節(jié)器的外界需求轉(zhuǎn)矩進(jìn)行處理，并將得到的電壓調(diào)節(jié)量輸出至所述第二計(jì)算單元；所述第二計(jì)算單元將所述交軸電壓值和所述電壓調(diào)節(jié)量進(jìn)行疊加并將得到的定子電壓交軸分量輸出至所述空間矢量脈寬調(diào)制逆變器用以控制所述牽引電機(jī)。在本發(fā)明所述的牽引電機(jī)控制裝置中，所述第二調(diào)節(jié)器為定子電壓交軸分量調(diào)節(jié)器。在本發(fā)明所述的牽引電機(jī)控制裝置中，所述第二調(diào)節(jié)器包括反饋轉(zhuǎn)矩計(jì)算單元、轉(zhuǎn)矩偏差計(jì)算單元和第一積分器；所述反饋轉(zhuǎn)矩電流和反饋勵(lì)磁電流分別進(jìn)入所述反饋轉(zhuǎn)矩計(jì)算單元，所述反饋轉(zhuǎn)矩計(jì)算單元將計(jì)算出的反饋轉(zhuǎn)矩輸出至所述轉(zhuǎn)矩偏差計(jì)算單元；所述外界需求轉(zhuǎn)矩進(jìn)入所述轉(zhuǎn)矩偏差計(jì)算單元并與所述反饋轉(zhuǎn)矩進(jìn)行相減，所述轉(zhuǎn)矩偏差計(jì)算單元將得到的轉(zhuǎn)矩偏差輸出至所述第一積分器；所述第一積分器對(duì)所述轉(zhuǎn)矩偏差進(jìn)行積分并將得到的電壓調(diào)節(jié)量輸出至所述第二計(jì)算單元。在本發(fā)明所述的牽引電機(jī)控制裝置中，還包括第三計(jì)算單元和用于輸出弱磁電流的弱磁調(diào)節(jié)器；所述外界需求勵(lì)磁電流與所述弱磁電流分別進(jìn)入所述第三計(jì)算單元并進(jìn)行疊加，所述第三計(jì)算單元將得到的第一勵(lì)磁電流偏差輸出至所述第四計(jì)算單元；所述第一勵(lì)磁電流偏差與進(jìn)入所述第四計(jì)算單元的反饋勵(lì)磁電流進(jìn)行相減，所述第四計(jì)算單元將得到的第二勵(lì)磁電流偏差輸出至所述第三調(diào)節(jié)器；所述第三調(diào)節(jié)器對(duì)所述第二勵(lì)磁電流偏差進(jìn)行比例積分調(diào)節(jié)并將得到的定子電壓直軸分量輸出至所述空間矢量脈寬調(diào)制逆變器；所述定子電壓直軸分量和定子電壓交軸分量還分別進(jìn)入所述弱磁調(diào)節(jié)器，所述弱磁調(diào)節(jié)器分別對(duì)所述定子電壓直軸分量、定子電壓交軸分量以及進(jìn)入所述弱磁調(diào)節(jié)器的預(yù)先設(shè)定的弱磁電壓閾值進(jìn)行處理并將得到的所述弱磁電流輸出至所述第三計(jì)算單元。在本發(fā)明所述的牽引電機(jī)控制裝置中，所述弱磁調(diào)節(jié)器包括開方計(jì)算單元、電壓偏差計(jì)算單元、第二積分器和限幅單元；所述定子電壓直軸分量和定子電壓交軸分量分別進(jìn)入所述開方計(jì)算單元，所述開方計(jì)算單元對(duì)所述定子電壓直軸分量和定子電壓交軸分量的平方和進(jìn)行開平方運(yùn)算，并將得到的定子端電壓輸出至所述電壓偏差計(jì)算單元；所述預(yù)先設(shè)定的弱磁電壓閾值進(jìn)入所述電壓偏差計(jì)算單元并與所述定子端電壓進(jìn)行相減，所述電壓偏差計(jì)算單元將得到的電壓偏差輸出至所述第二積分器；所述第二積分器對(duì)所述電壓偏差進(jìn)行積分并將得到的積分電流輸出至所述限幅單元；所述限幅單元對(duì)所述積分電流進(jìn)行限幅處理并將得到的所述弱磁電流輸出至所述第三計(jì)算單元。在本發(fā)明所述的牽引電機(jī)控制裝置中，所述限幅單元輸出的所述弱磁電流的幅度設(shè)置在-10安 0安。本發(fā)明還涉及一種利用上述牽引電機(jī)控制裝置的方法，包括如下步驟A)當(dāng)空間矢量脈寬調(diào)制逆變器的電壓大于弱磁電壓閾值時(shí)，進(jìn)行弱磁調(diào)節(jié)以降低磁通來阻止空間矢量脈寬調(diào)制逆變器電壓飽和；或/和B)當(dāng)空間矢量脈寬調(diào)制逆變器的電壓大于直流母線電壓時(shí)，進(jìn)行定子電壓交軸分
量調(diào)節(jié)。在本發(fā)明所述的利用上述牽引電機(jī)控制裝置的方法中，所述步驟B)進(jìn)一步包括BI)計(jì)算所述定子電壓直軸分量和定子電壓交軸分量的平方和并判斷空間矢量脈寬調(diào)制逆變器電壓是否飽和，如是，執(zhí)行步驟B2);否則，執(zhí)行正?？刂瞥绦?；B2)計(jì)算反饋轉(zhuǎn)矩值，并判斷所述外界需求轉(zhuǎn)矩是否大于所述反饋轉(zhuǎn)矩值，如是，使所述定子電壓直軸分量和定子電壓交軸分量分別為空間矢量脈寬調(diào)制逆變器電壓飽和前一步所述第三調(diào)節(jié)器和第一調(diào)節(jié)器的輸出值；否則，執(zhí)行步驟B3)；B3)判斷所述外界需求轉(zhuǎn)矩是否小于所述反饋轉(zhuǎn)矩值，如是，通過所述第二調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)使定子電壓交軸分量減小，執(zhí)行步驟B4);否則，執(zhí)行正?？刂瞥绦?；B4)計(jì)算所述定子電壓直軸分量和定子電壓交軸分量的平方和并判斷空間矢量脈寬調(diào)制逆變器電壓是否飽和，如是，使所述定子電壓直軸分量和定子電壓交軸分量分別為空間矢量脈寬調(diào)制逆變器電壓飽和前一步所述第三調(diào)節(jié)器和第一調(diào)節(jié)器的輸出值；否則，執(zhí)行正常控制程序。在本發(fā)明所述的利用上述牽引電機(jī)控制裝置的方法中，所述弱磁電壓閾值大于等于所述直流母線電壓的O. 95倍且小于所述直流母線電壓。在本發(fā)明所述的利用上述牽引電機(jī)控制裝置的方法中，所述步驟A)進(jìn)一步包括Al)判斷所述定子端電壓是否大于所述弱磁電壓閾值，如是，通過所述弱磁調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)得到一個(gè)負(fù)向的弱磁電流，執(zhí)行步驟A2);否則，執(zhí)行步驟A3)；A2)所述負(fù)向的弱磁電流與所述勵(lì)磁電流進(jìn)行疊加，使所述勵(lì)磁電流減小以削弱磁通；A3)判斷所述定子端電壓是否小于所述弱磁電壓閾值，如是，通過上述弱磁調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)使輸出的弱磁電流為O ;否則，執(zhí)行正?？刂瞥绦?。 實(shí)施本發(fā)明的牽引電機(jī)控制裝置及方法，具有以下有益效果由于使用第二調(diào)節(jié)器和弱磁調(diào)節(jié)器，當(dāng)空間矢量脈寬調(diào)制逆變器電壓大于預(yù)先設(shè)定的弱磁電壓閾值時(shí)，通過弱磁調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)增大負(fù)向的弱磁電流來削弱勵(lì)磁電流，以阻止空間矢量脈寬調(diào)制逆變器電壓的飽和；當(dāng)空間矢量脈寬調(diào)制逆變器電壓飽和時(shí)，如果外界需求轉(zhuǎn)矩大于反饋轉(zhuǎn)矩，通過第二調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)使定子電壓直軸分量和定子電壓交軸分量分別為空間矢量脈寬調(diào)制逆變器電壓飽和前一步的值，以使空間矢量脈寬調(diào)制逆變器電壓不會(huì)飽和，如果外界需求轉(zhuǎn)矩小于反饋轉(zhuǎn)矩，通過第二調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)使定子電壓交軸分量減小，以使空間矢量脈寬調(diào)制逆變器電壓退出飽和；所以其避免牽引電機(jī)出現(xiàn)失控。


圖I是本發(fā)明牽引電機(jī)控制裝置及方法實(shí)施例中裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是所述實(shí)施例中裝置的另一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是所述實(shí)施例中第二調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是所述實(shí)施例中弱磁調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是所述實(shí)施例中利用上述牽引電機(jī)控制裝置的方法流程圖；圖6是所述實(shí)施例中弱磁調(diào)節(jié)的具體流程圖；圖7是所述實(shí)施例中定子電壓交軸分量調(diào)節(jié)的具體流程圖。
具體實(shí)施例方式
為了便于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠理解并實(shí)施本發(fā)明，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步說明。在本發(fā)明牽引電機(jī)控制裝置及方法實(shí)施例中，其裝置的結(jié)構(gòu)示意圖如圖I所示，圖I中，該牽引電機(jī)控制裝置包括坐標(biāo)變換單元I、第一計(jì)算單元2、第一調(diào)節(jié)器3、第二調(diào)節(jié)器4、第二計(jì)算單元5、第四計(jì)算單元6、第三調(diào)節(jié)器7和空間矢量脈寬調(diào)制逆變器8 ;其中，坐標(biāo)變換單元I將牽引電機(jī)的三相電流轉(zhuǎn)換成兩相正交的反饋轉(zhuǎn)矩電流和反饋勵(lì)磁電流，為了描述方便，將上述三相電流分別標(biāo)記為ia、ib和ic，反饋轉(zhuǎn)矩電流標(biāo)記為iq_fdb，反饋勵(lì)磁電流標(biāo)記為id_fdb，也即坐標(biāo)變換單元I將a-b-c坐標(biāo)下的電流量(ia、ib和ic)變換到d-q兩相坐標(biāo)下的電流量(id_fdb, iq_fdb);外界需求轉(zhuǎn)矩電流(標(biāo)記為iq_ref)和iq_fdb分別進(jìn)入第一計(jì)算單元2并進(jìn)行相減，第一計(jì)算單元2將得到的轉(zhuǎn)矩電流偏差輸出至第一調(diào)節(jié)器3 ;具體來講，iq_ref和iq_fdb分別進(jìn)入第一計(jì)算單元2,在第一計(jì)算單元2中，iq_ref減去iq_fdb得到轉(zhuǎn)矩電流偏差，第一計(jì)算單元2將轉(zhuǎn)矩電流偏差輸出至第一調(diào)節(jié)器3。第一調(diào)節(jié)器3對(duì)轉(zhuǎn)矩電流偏差進(jìn)行比例積分調(diào)節(jié)并將得到的交軸電壓值輸出至第二計(jì)算單元5，本實(shí)施例中，第一調(diào)節(jié)器3為比例積分器。值得一提的是，為了描述方便，圖I中畫出了牽引電機(jī)的框圖，但該牽弓I電機(jī)控制裝置不包括上述牽弓I電機(jī)。外界需求勵(lì)磁電流和i_fdb分別進(jìn)入第四計(jì)算單元6并進(jìn)行相減，第四計(jì)算單元6將得到的勵(lì)磁電流偏差輸出至第三調(diào)節(jié)器7 ;具體來講，外界需求勵(lì)磁電流和id_fdb分別進(jìn)入第四計(jì)算單元6,在第四計(jì)算單元6中,外界需求勵(lì)磁電流減去id_fdb得到勵(lì)磁電流偏差，第四計(jì)算單元6將勵(lì)磁電流偏差輸出至第三調(diào)節(jié)器7。第三調(diào)節(jié)器7對(duì)勵(lì)磁電流偏差進(jìn)行比例積分調(diào)節(jié)并將得到的定子電壓直軸分量輸出至空間矢量脈寬調(diào)制逆變器8用以控制牽引電機(jī)；本實(shí)施例中，第三調(diào)節(jié)器7為比例積分器。iq_fdb和id_fdb還分別進(jìn)入第二調(diào)節(jié)器4，第二調(diào)節(jié)器4分別對(duì)iq_fdb、id_fdb以及進(jìn)入第二調(diào)節(jié)器4的外界需求轉(zhuǎn)矩進(jìn)行處理，并將得到的電壓調(diào)節(jié)量輸出至第二計(jì)算單元5，上述電壓調(diào)節(jié)量其實(shí)就是定子旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系q軸電壓調(diào)節(jié)量。關(guān)于本實(shí)施例中在第二調(diào)節(jié)器4中如何對(duì)上述iq_fdb、id_fdb以及外界需求轉(zhuǎn)矩進(jìn)行處理，后續(xù)會(huì)有詳細(xì)描述。本實(shí)施例中，第二調(diào)節(jié)器4為定子電壓交軸 分量調(diào)節(jié)器。第二計(jì)算單元5將交軸電壓值和電壓調(diào)節(jié)量進(jìn)行疊加并將得到的定子電壓交軸分量輸出至空間矢量脈寬調(diào)制逆變器8用以控制牽引電機(jī)。圖I中，上述外界需求勵(lì)磁電流標(biāo)記為id_ref,定子電壓直軸分量標(biāo)記為Vd,定子電壓交軸分量標(biāo)記為Vq,電壓調(diào)節(jié)量標(biāo)記為VcLregulator ;上述第二調(diào)節(jié)器4 (定子電壓交軸分量調(diào)節(jié)器)相應(yīng)地表述為Vq調(diào)節(jié)器。在本實(shí)施例的另外一些情況下，該牽引電機(jī)控制裝置的另外一種結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。圖2與圖I相比，該牽引電機(jī)控制裝置還包括第三計(jì)算單元9和弱磁調(diào)節(jié)器10，上述弱磁調(diào)節(jié)器10用于輸出弱磁電流。id_ref與弱磁電流分別進(jìn)入第三計(jì)算單元9并進(jìn)行疊加，第三計(jì)算單元9將得到的第一勵(lì)磁電流偏差輸出至第四計(jì)算單元6 ;具體來講，id_ref與弱磁電流分別進(jìn)入第三計(jì)算單元9,在第三計(jì)算單元9中，id_ref與弱磁電流疊加得到第一勵(lì)磁電流偏差，第三計(jì)算單元9將第一勵(lì)磁電流偏差輸出至第四計(jì)算單元6。第一勵(lì)磁電流偏差與進(jìn)入第四計(jì)算單元6的id_fdb進(jìn)行相減，第四計(jì)算單元6將得到的第二勵(lì)磁電流偏差輸出至第三調(diào)節(jié)器7 ;具體來講，第一勵(lì)磁電流偏差與id_fdb分別進(jìn)入第四計(jì)算單元6，在第四計(jì)算單元6中，第一勵(lì)磁電流偏差減去id_fdb得到第二勵(lì)磁電流偏差，第四計(jì)算單元6將第二勵(lì)磁電流偏差輸出至第三調(diào)節(jié)器7。第三調(diào)節(jié)器7對(duì)第二勵(lì)磁電流偏差進(jìn)行比例積分調(diào)節(jié)并將得到的Vd輸出至空間矢量脈寬調(diào)制逆變器8 ；Vd和Vq還分別進(jìn)入弱磁調(diào)節(jié)器10，弱磁調(diào)節(jié)器10分別對(duì)VcUVq以及進(jìn)入弱磁調(diào)節(jié)器10的預(yù)先設(shè)定的弱磁電壓閾值進(jìn)行處理并將得到的弱磁電流輸出至第三計(jì)算單元9。本實(shí)施例中，根據(jù)不同牽引電機(jī)弱磁性能的不同，預(yù)先設(shè)定的弱磁電壓閾值可進(jìn)行設(shè)定。圖2中，將弱磁電流標(biāo)記為id_
fWo圖3是本實(shí)施例中第二調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3中，第二調(diào)節(jié)器3包括反饋轉(zhuǎn)矩計(jì)算單元41、轉(zhuǎn)矩偏差計(jì)算單元42和第一積分器43 ；iq_fdb和id_fdb分別進(jìn)入反饋轉(zhuǎn)矩計(jì)算單元41，反饋轉(zhuǎn)矩計(jì)算單元41將計(jì)算出的反饋轉(zhuǎn)矩輸出至轉(zhuǎn)矩偏差計(jì)算單元42 ;外界需求轉(zhuǎn)矩進(jìn)入轉(zhuǎn)矩偏差計(jì)算單元42并與反饋轉(zhuǎn)矩進(jìn)行相減，轉(zhuǎn)矩偏差計(jì)算單元42將得到的轉(zhuǎn)矩偏差輸出至第一積分器43 ;具體來講，外界需求轉(zhuǎn)矩與反饋轉(zhuǎn)矩分別進(jìn)入轉(zhuǎn)矩偏差計(jì)算單元42，在轉(zhuǎn)矩偏差計(jì)算單元42中，外界需求轉(zhuǎn)矩減去反饋轉(zhuǎn)矩得到轉(zhuǎn)矩偏差，轉(zhuǎn)矩偏差計(jì)算單元42將轉(zhuǎn)矩偏差輸出至第一積分器43。第一積分器43對(duì)轉(zhuǎn)矩偏差進(jìn)行積分并將得到的Vq_regulator輸出至第二計(jì)算單元5。圖3中,將上述反饋轉(zhuǎn)矩和外界需求轉(zhuǎn)矩分別標(biāo)記為Torque_fdb和Torque_demand。值得一提的是,本實(shí)施例中，在反饋轉(zhuǎn)矩計(jì)算單兀 41 中進(jìn)行計(jì)算時(shí)，Torque_fdb 的計(jì)算公式為 Torque_fdb=l. 5*np*Lm2/Lr*id_fdb*iq_fdb，其中，np為牽引電機(jī)的極對(duì)數(shù)，Lm為定子旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系d軸與q軸的互感，Lr為轉(zhuǎn)子在q軸的自感；第一積分器43為KI_Vq/s，其中，KI_Vq為Vq調(diào)節(jié)器積分常數(shù)，s為拉普拉斯變換因子。圖4是本實(shí)施例中弱磁調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4中，弱磁調(diào)節(jié)器10包括開方計(jì)算單元101、電壓偏差計(jì)算單元102、第二積分器103和限幅單元104 ;其中，Vd和Vq分別進(jìn)入開方計(jì)算單元101，開方計(jì)算單元101對(duì)Vd和Vq的平方和進(jìn)行開平方運(yùn)算，并將得到的定子端電壓輸出至電壓偏差計(jì)算單元102 ;具體來講，Vd和Vq分別進(jìn)入開方計(jì)算單元101，在開方計(jì)算單元101中，計(jì)算^/Vd2+Vq2的值即可得到定子端電壓，開方計(jì)算單元101將定子端電壓輸出至電壓偏差計(jì)算單元102。預(yù)先設(shè)定的弱磁電壓閾值進(jìn)入電壓偏差計(jì)算 單元102并與定子端電壓進(jìn)行相減，電壓偏差計(jì)算單元102將得到的電壓偏差輸出至第二積分器103 ;具體來講，預(yù)先設(shè)定的弱磁電壓閾值與定子端電壓分別進(jìn)入電壓偏差計(jì)算單元102，在電壓偏差計(jì)算單元102中，弱磁電壓閾值減去定子端電壓得到電壓偏差，電壓偏差計(jì)算單元102將電壓偏差輸出至第二積分器103。上述弱磁電壓閾值可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)定，弱磁電壓閾值大于等于直流母線電壓的O. 95倍且小于直流母線電壓，直流母線電壓標(biāo)記為VD。，本實(shí)施例中，弱磁電壓閾值設(shè)置為O. 98VDCO第二積分器103對(duì)電壓偏差進(jìn)行積分并將得到的積分電流輸出至限幅單元104，值得一提的是，第二積分器103為KI_fw/s，其中，KI_fw為弱磁電流積分調(diào)節(jié)器常數(shù)，s為拉普拉斯變換因子。限幅單元104對(duì)積分電流進(jìn)行限幅處理并將得到的id_fw輸出至第三計(jì)算單元；本實(shí)施例中，限幅單元104做了負(fù)向的限幅處理，即限幅單元104不能輸出正向的id_fw，當(dāng)積分電流為正時(shí)，經(jīng)過限幅單元104后，其從限幅單元104輸出的id_fw大小為0，限幅單元104輸出的id_fw的幅度設(shè)置在-10安 O安。本實(shí)施例還涉及一種利用上述牽引電機(jī)控制裝置的方法，該方法的流程圖如圖5所示，圖5中，該利用上述牽引電機(jī)控制裝置的方法包括如下步驟步驟Sll當(dāng)空間矢量脈寬調(diào)制逆變器的電壓大于弱磁電壓閾值時(shí)，進(jìn)行弱磁調(diào)節(jié)以降低磁通來阻止空間矢量脈寬調(diào)制逆變器電壓飽和本步驟中，當(dāng)空間矢量脈寬調(diào)制逆變器的電壓大于弱磁電壓閾值時(shí)，進(jìn)行弱磁調(diào)節(jié)以降低磁通來阻止空間矢量脈寬調(diào)制逆變器電壓飽和，進(jìn)行弱磁調(diào)節(jié)主要是得到一個(gè)負(fù)向的弱磁電流以削弱外界需求勵(lì)磁電流，從而降低磁通來阻止空間矢量脈寬調(diào)制逆變器電壓飽和。值得一提的是，弱磁電壓閾值大于等于直流母線電壓的O. 95倍且小于直流母線電壓(直流母線電壓標(biāo)記為VDC)，本實(shí)施例中，弱磁電壓閾值設(shè)置為O. 98Vdc,當(dāng)然，在本實(shí)施例的另外一些情況下，，弱磁電壓閾值根據(jù)實(shí)際需要可進(jìn)行設(shè)置。關(guān)于本步驟中當(dāng)空間矢量脈寬調(diào)制逆變器的電壓大于弱磁電壓閾值時(shí)，如何具體的進(jìn)行弱磁調(diào)節(jié)以降低磁通來阻止空間矢量脈寬調(diào)制逆變器電壓飽和，請(qǐng)參見圖6，稍后也會(huì)加以描述。步驟S12當(dāng)空間矢量脈寬調(diào)制逆變器的電壓大于直流母線電壓時(shí)，進(jìn)行定子電壓交軸分量調(diào)節(jié)本步驟中，當(dāng)空間矢量脈寬調(diào)制逆變器的電壓大于直流母線電壓時(shí)，進(jìn)行定子電壓交軸分量調(diào)節(jié)，也即當(dāng)空間矢量脈寬調(diào)制逆變器的電壓大于Vdc時(shí)進(jìn)行Vq調(diào)節(jié)(利用Vq調(diào)節(jié)器進(jìn)行調(diào)節(jié))，關(guān)于本步驟中當(dāng)空間矢量脈寬調(diào)制逆變器的電壓大于直流母線電壓時(shí)，如何具體的進(jìn)行定子電壓交軸分量調(diào)節(jié)，請(qǐng)參見圖7，稍后也會(huì)加以描述。值得一提的是，本實(shí)施例的一些情況下，可以只執(zhí)行步驟S11，也可以只執(zhí)行步驟S12，也可以步驟Sll和步驟S12都執(zhí)行。在步驟Sll和步驟S12都執(zhí)行的情況下，可以有先后順序，例如先執(zhí)行步驟Sll后執(zhí)行步驟S12，或先執(zhí)行步驟S12后執(zhí)行步驟Sll ;當(dāng)然，步驟Sll和步驟S12的執(zhí)行也可以是并行的(即相互獨(dú)立的)。針對(duì)本實(shí)施例而言，上述當(dāng)空間矢量脈寬調(diào)制逆變器的電壓大于弱磁電壓閾值時(shí)，進(jìn)行弱磁調(diào)節(jié)以降低磁通來阻止空間矢量脈寬調(diào)制逆變器電壓飽和的具體流程圖如圖6所示,其包括步驟SlOl判斷定子端電壓是否大于弱磁電壓閾值本步驟中，判斷定子端電壓是否大于弱磁電壓閾值，本實(shí)施例中，弱磁電壓閾值為直流母線電壓的O. 98倍，即弱磁電壓閾值為O. 98VD。；由于隨著外界需求轉(zhuǎn)矩(B卩外界需求扭矩)的上升，定子端電壓不斷升 高，本步驟中，判斷定子端電壓是否大于弱磁電壓閾值，就是判斷"Vd=IVqz >0.98V1)C或Vd2+Vq2> (O. 98VD。)2是否成立，本步驟中，如果判斷的結(jié)果為是，則執(zhí)行步驟S102 ;如果判斷的結(jié)果為否，則執(zhí)行步驟S104。步驟S102通過弱磁調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)得到一個(gè)負(fù)向的弱磁電流如果上述步驟SlOl的判斷結(jié)果為是，則執(zhí)行本步驟。由于定子端電壓大于弱磁電壓閾值，也即定子端電壓達(dá)到設(shè)定的弱磁電壓閾值時(shí)，則進(jìn)入弱磁調(diào)節(jié)階段，此時(shí)弱磁電壓閾值減去定子端電壓得到的電壓偏差小于0，經(jīng)過第二積分器的調(diào)節(jié)及限幅單元的限幅作用，得到一個(gè)負(fù)向的弱磁電流，也即弱磁調(diào)節(jié)器輸出一個(gè)負(fù)向的弱磁電流。執(zhí)行完本步驟，執(zhí)行步驟S103。步驟S103上述負(fù)向的弱磁電流與外界需求勵(lì)磁電流進(jìn)行疊加，使外界需求勵(lì)磁電流減小以削弱磁通本步驟中，上述負(fù)向的弱磁電流與外界需求勵(lì)磁電流進(jìn)行疊加，使外界需求勵(lì)磁電流減小以削弱磁通；具體來講，從弱磁調(diào)節(jié)器輸出的負(fù)向的弱磁電流和外界需求勵(lì)磁電流在第三計(jì)算單元中進(jìn)行合成(即疊加)，則外界需求勵(lì)磁電流減小，從而達(dá)到削弱磁通的目的。步驟S104判斷定子端電壓是否小于弱磁電壓閾值如果上述步驟SlOl的判斷結(jié)果為否，則執(zhí)行本步驟。本實(shí)施例中，弱磁電壓閾值為直流母線電壓的O. 98倍，即弱磁電壓閾值為O. 98VD。；本步驟中，判斷定子端電壓是否小于弱磁電壓閾值，就是判斷VVd:+Vq2〈0.98VDC或Vd2+Vq2〈 (O. 98VDC)2是否成立，本步驟中，如果判斷的結(jié)果為是，則執(zhí)行步驟S105 ;如果判斷的結(jié)果為否，則執(zhí)行步驟S106。步驟S105通過上述弱磁調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)使輸出的弱磁電流為O :如果上述步驟S104的判斷結(jié)果為是，則執(zhí)行本步驟。由于定子端電壓小于弱磁電壓閾值，也即當(dāng)定子端電壓未達(dá)到弱磁電壓閾值時(shí)，此時(shí)弱磁電壓閾值減去定子端電壓得到的電壓偏差大于0，經(jīng)過第二積分器的調(diào)節(jié)，則從第二積分器輸出得到電流為正，然后經(jīng)過限幅單元的限幅作用，其弱磁調(diào)節(jié)器輸出的弱磁電流為0，所以此時(shí)弱磁調(diào)節(jié)器不參與調(diào)節(jié)外界需求勵(lì)磁電流的過程。步驟S106執(zhí)行正常控制程序如果上述步驟S104的判斷結(jié)果為否，則執(zhí)行本步驟。本步驟中，執(zhí)行正?？刂瞥绦?。
針對(duì)本實(shí)施例而言，上述當(dāng)空間矢量脈寬調(diào)制逆變器的電壓大于直流母線電壓時(shí)，定子電壓交軸分量調(diào)節(jié)步驟的具體流程圖如圖7所示，其包括步驟S201計(jì)算定子電壓直軸分量和定子電壓交軸分量的平方和并判斷空間矢量脈寬調(diào)制逆變器電壓是否飽和本步驟中，計(jì)算定子電壓直軸分量和定子電壓交軸分量的平方和并判斷空間矢量脈寬調(diào)制逆變器電壓是否飽和，即計(jì)算Vd2+Vq2的值，并判斷Vd2+Vq2是否大于等于 如果Vd2+Vq2等于VDC2，則判定空間矢量脈寬調(diào)制逆變器電壓飽和，否則，則判定空間矢量脈寬調(diào)制逆變器電壓未飽和。本步驟中，如果判斷的結(jié)果為是，即空間矢量脈寬調(diào)制逆變器電壓飽和，則執(zhí)行步驟S202 ;如果判斷的結(jié)果為否，即空間矢量脈寬調(diào)制逆變器電壓未飽和，則返回步驟S106。步驟S202計(jì)算反饋轉(zhuǎn)矩值，并判斷外界需求轉(zhuǎn)矩是否大于反饋轉(zhuǎn)矩值如果上述步驟S201的判斷結(jié)果為是，則執(zhí)行本步驟。本步驟中，計(jì)算反饋轉(zhuǎn)矩值，并判斷外界需求轉(zhuǎn) 矩是否大于反饋轉(zhuǎn)矩值；具體來講，在反饋轉(zhuǎn)矩計(jì)算單元中計(jì)算反饋轉(zhuǎn)矩值(即空間矢量脈寬調(diào)制逆變器電壓飽和前一步的反饋轉(zhuǎn)矩值或反饋扭矩值)，并判斷外界需求轉(zhuǎn)矩是否大于反饋轉(zhuǎn)矩值，本步驟中，如果判斷的結(jié)果為是，則執(zhí)行步驟S203;如果判斷的結(jié)果為否，則執(zhí)行步驟S204。步驟S203使定子電壓直軸分量和定子電壓交軸分量分別為空間矢量脈寬調(diào)制逆變器電壓飽和前一步第三調(diào)節(jié)器和第一調(diào)節(jié)器的輸出值如果上述步驟S202的判斷結(jié)果為是，則執(zhí)行本步驟。本步驟中，使定子電壓直軸分量和定子電壓交軸分量分別為空間矢量脈寬調(diào)制逆變器電壓飽和前一步第三調(diào)節(jié)器和第一調(diào)節(jié)器的輸出值，具體來講，當(dāng)空間矢量脈寬調(diào)制逆變器電壓達(dá)到飽和時(shí)，如果此時(shí)外界需求轉(zhuǎn)矩仍大于進(jìn)入電壓飽和前一步的反饋扭矩值，則轉(zhuǎn)矩偏差大于0，轉(zhuǎn)矩偏差經(jīng)過第一積分器的積分環(huán)節(jié)的作用，Vq不斷增大，導(dǎo)致Vd2+Vq2>VDC2，則這時(shí)使Vd和Vq保持進(jìn)入電壓飽和前一步的值，也即第三調(diào)節(jié)器和第一調(diào)節(jié)器分別保留進(jìn)入電壓飽和前一步的現(xiàn)場(chǎng)值，此時(shí)系統(tǒng)不再響應(yīng)外界需求轉(zhuǎn)矩增大的響應(yīng)。步驟S204判斷外界需求轉(zhuǎn)矩是否小于反饋轉(zhuǎn)矩值如果上述步驟S202的判斷結(jié)果為否，則執(zhí)行本步驟。本步驟中，判斷外界需求轉(zhuǎn)矩是否小于反饋轉(zhuǎn)矩值，如果判斷的結(jié)果為是，則執(zhí)行步驟S205 ;如果判斷的結(jié)果為否，則返回步驟S106。步驟S205通過第二調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)使定子電壓交軸分量減小如果上述步驟S204的判斷結(jié)果為是，則執(zhí)行本步驟。本步驟中，通過第二調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)使定子電壓交軸分量減小，具體來講，當(dāng)外界需求轉(zhuǎn)矩減小時(shí)，如果開始小于進(jìn)入電壓飽和前一步的反饋轉(zhuǎn)矩，則轉(zhuǎn)矩偏差小于0，轉(zhuǎn)矩偏差經(jīng)過第一積分器的積分環(huán)節(jié)的作用，Vq減小，導(dǎo)致Vd2+Vq2〈VD。2，則空間矢量脈寬調(diào)制逆變器退出飽和，Vd和Vq的調(diào)節(jié)恢復(fù)正常模式。執(zhí)行完本步驟，執(zhí)行步驟S206。步驟S206計(jì)算定子電壓直軸分量和定子電壓交軸分量的平方和并判斷空間矢量脈寬調(diào)制逆變器電壓是否飽和本步驟中，計(jì)算定子電壓直軸分量和定子電壓交軸分量的平方和并判斷空間矢量脈寬調(diào)制逆變器電壓是否飽和，即計(jì)算Vd2+Vq2的值，并判斷Vd2+Vq2是否大于等于 如果Vd2+Vq2等于VDC2，則判定空間矢量脈寬調(diào)制逆變器電壓飽和，否則，則判定空間矢量脈寬調(diào)制逆變器電壓未飽和。本步驟中，如果判斷的結(jié)果為空間矢量脈寬調(diào)制逆變器電壓飽和，則返回步驟S203 ;如果判斷的結(jié)果為空間矢量脈寬調(diào)制逆變器電壓未飽和，則返回步驟S106?？傊?，在本實(shí)施例中，當(dāng)隨著轉(zhuǎn)速的增大，空間矢量脈寬調(diào)制逆變器電壓升高并接近直流母線電壓時(shí)，通過弱磁調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)，增大弱磁電流來削弱外界需求勵(lì)磁電流，從而降低磁通，阻止空間矢量脈寬調(diào)制逆變器電壓的飽和。由于受弱磁電流的限制，當(dāng)弱磁調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)無法阻止空間矢量脈寬調(diào)制逆變器電壓飽和時(shí)，此時(shí)記錄電壓飽和前一步第三調(diào)節(jié)器和第一調(diào)節(jié)器的現(xiàn)場(chǎng)值(即輸出值)，使Vd和Vq的輸出值不變，不再響應(yīng)外界的需求變化，這樣就不會(huì)使空間矢量脈寬調(diào)制逆變器電壓飽和而造成調(diào)制波形的失控。當(dāng)需求轉(zhuǎn)速降低或者外界需求扭矩(即外界需求轉(zhuǎn)矩)減小時(shí)，通過當(dāng)前外界需求轉(zhuǎn)矩和進(jìn)入電壓飽和前一步的反饋轉(zhuǎn)矩之間的轉(zhuǎn)矩偏差來調(diào)節(jié)Vq的大??；當(dāng)外界需求轉(zhuǎn)矩小于電壓飽和前一步的反饋轉(zhuǎn)矩的值時(shí)，經(jīng)Vq調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)，Vq減小，計(jì)算Vd2+Vq2的值并判斷空間矢量脈寬調(diào)制逆變器電壓是否飽和，如果飽和，繼續(xù)進(jìn)行Vq調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)，即記錄電壓飽和前一步第三調(diào)節(jié)器和第一調(diào)節(jié)器的現(xiàn)場(chǎng)值(即輸出值)，使Vd和Vq的輸出值不變，不再響應(yīng)外界的需求變化，維持當(dāng)前狀態(tài)；如果退出飽和，則恢復(fù)到正?？刂瞥绦?，所以能避免牽引電機(jī)出現(xiàn)失控。 以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種牽引電機(jī)控制裝置，其特征在于，包括坐標(biāo)變換單元、第一計(jì)算單元、第一調(diào)節(jié)器、第二調(diào)節(jié)器、第二計(jì)算單元、第四計(jì)算單元、第三調(diào)節(jié)器和空間矢量脈寬調(diào)制逆變器；所述坐標(biāo)變換單元將所述牽引電機(jī)的三相電流轉(zhuǎn)換成兩相正交的反饋轉(zhuǎn)矩電流和反饋勵(lì)磁電流；外界需求轉(zhuǎn)矩電流和所述反饋轉(zhuǎn)矩電流分別進(jìn)入所述第一計(jì)算單元并進(jìn)行相減，所述第一計(jì)算單元將得到的轉(zhuǎn)矩電流偏差輸出至所述第一調(diào)節(jié)器；所述第一調(diào)節(jié)器對(duì)所述轉(zhuǎn)矩電流偏差進(jìn)行比例積分調(diào)節(jié)并將得到的交軸電壓值輸出至所述第二計(jì)算單元；外界需求勵(lì)磁電流和所述反饋勵(lì)磁電流分別進(jìn)入所述第四計(jì)算單元并進(jìn)行相減，所述第四計(jì)算單元將得到的勵(lì)磁電流偏差輸出至所述第三調(diào)節(jié)器；所述第三調(diào)節(jié)器對(duì)所述勵(lì)磁電流偏差進(jìn)行比例積分調(diào)節(jié)并將得到的定子電壓直軸分量輸出至所述空間矢量脈寬調(diào)制逆變器用以控制所述牽引電機(jī)；所述反饋轉(zhuǎn)矩電流和反饋勵(lì)磁電流還分別進(jìn)入所述第二調(diào)節(jié)器，所述第二調(diào)節(jié)器分別對(duì)所述反饋轉(zhuǎn)矩電流、反饋勵(lì)磁電流以及進(jìn)入所述第二調(diào)節(jié)器的外界需求轉(zhuǎn)矩進(jìn)行處理，并將得到的電壓調(diào)節(jié)量輸出至所述第二計(jì)算單元；所述第二計(jì)算單元將所述交軸電壓值和所述電壓調(diào)節(jié)量進(jìn)行疊加并將得到的定子電壓交軸分量輸出至所述空間矢量脈寬調(diào)制逆變器用以控制所述牽引電機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的牽引電機(jī)控制裝置，其特征在于，所述第二調(diào)節(jié)器為定子電壓交軸分量調(diào)節(jié)器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的牽引電機(jī)控制裝置，其特征在于，所述第二調(diào)節(jié)器包括反饋轉(zhuǎn)矩計(jì)算單元、轉(zhuǎn)矩偏差計(jì)算單元和第一積分器；所述反饋轉(zhuǎn)矩電流和反饋勵(lì)磁電流分別進(jìn)入所述反饋轉(zhuǎn)矩計(jì)算單元，所述反饋轉(zhuǎn)矩計(jì)算單元將計(jì)算出的反饋轉(zhuǎn)矩輸出至所述轉(zhuǎn)矩偏差計(jì)算單元；所述外界需求轉(zhuǎn)矩進(jìn)入所述轉(zhuǎn)矩偏差計(jì)算單元并與所述反饋轉(zhuǎn)矩進(jìn)行相減，所述轉(zhuǎn)矩偏差計(jì)算單元將得到的轉(zhuǎn)矩偏差輸出至所述第一積分器；所述第一積分器對(duì)所述轉(zhuǎn)矩偏差進(jìn)行積分并將得到的所述電壓調(diào)節(jié)量輸出至所述第二計(jì)算單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述的牽引電機(jī)控制裝置，其特征在于，還包括第三計(jì)算單元和用于輸出弱磁電流的弱磁調(diào)節(jié)器；所述外界需求勵(lì)磁電流與所述弱磁電流分別進(jìn)入所述第三計(jì)算單元并進(jìn)行疊加，所述第三計(jì)算單元將得到的第一勵(lì)磁電流偏差輸出至所述第四計(jì)算單元；所述第一勵(lì)磁電流偏差與進(jìn)入所述第四計(jì)算單元的反饋勵(lì)磁電流進(jìn)行相減，所述第四計(jì)算單元將得到的第二勵(lì)磁電流偏差輸出至所述第三調(diào)節(jié)器；所述第三調(diào)節(jié)器對(duì)所述第二勵(lì)磁電流偏差進(jìn)行比例積分調(diào)節(jié)并將得到的定子電壓直軸分量輸出至所述空間矢量脈寬調(diào)制逆變器；所述定子電壓直軸分量和定子電壓交軸分量還分別進(jìn)入所述弱磁調(diào)節(jié)器，所述弱磁調(diào)節(jié)器分別對(duì)所述定子電壓直軸分量、定子電壓交軸分量以及進(jìn)入所述弱磁調(diào)節(jié)器的預(yù)先設(shè)定的弱磁電壓閾值進(jìn)行處理并將得到的所述弱磁電流輸出至所述第三計(jì)算單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的牽引電機(jī)控制裝置，其特征在于，所述弱磁調(diào)節(jié)器包括開方計(jì)算單元、電壓偏差計(jì)算單元、第二積分器和限幅單元；所述定子電壓直軸分量和定子電壓交軸分量分別進(jìn)入所述開方計(jì)算單元，所述開方計(jì)算單元對(duì)所述定子電壓直軸分量和定子電壓交軸分量的平方和進(jìn)行開平方運(yùn)算，并將得到的定子端電壓輸出至所述電壓偏差計(jì)算單元；所述預(yù)先設(shè)定的弱磁電壓閾值進(jìn)入所述電壓偏差計(jì)算單元并與所述定子端電壓進(jìn)行相減，所述電壓偏差計(jì)算單元將得到的電壓偏差輸出至所述第二積分器；所述第二積分器對(duì)所述電壓偏差進(jìn)行積分并將得到的積分電流輸出至所述限幅單元；所述限幅單元對(duì)所述積分電流進(jìn)行限幅處理并將得到的所述弱磁電流輸出至所述第三計(jì)算單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的牽引電機(jī)控制裝置，其特征在于，所述限幅單元輸出的所述弱磁電流的幅度設(shè)置在-10安、安。
7.一種利用如權(quán)利要求I所述的牽引電機(jī)控制裝置的方法，其特征在于，包括如下步驟 A)當(dāng)空間矢量脈寬調(diào)制逆變器的電壓大于弱磁電壓閾值時(shí)，進(jìn)行弱磁調(diào)節(jié)以降低磁通來阻止空間矢量脈寬調(diào)制逆變器電壓飽和；或/和 B)當(dāng)空間矢量脈寬調(diào)制逆變器的電壓大于直流母線電壓時(shí)，進(jìn)行定子電壓交軸分量調(diào)節(jié)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的利用牽引電機(jī)控制裝置的方法，其特征在于，所述步驟B)進(jìn)一步包括 BI)計(jì)算所述定子電壓直軸分量和定子電壓交軸分量的平方和并判斷空間矢量脈寬調(diào)制逆變器電壓是否飽和，如是，執(zhí)行步驟B2);否則，執(zhí)行正常控制程序； B2)計(jì)算反饋轉(zhuǎn)矩值，并判斷所述外界需求轉(zhuǎn)矩是否大于所述反饋轉(zhuǎn)矩值，如是，使所述定子電壓直軸分量和定子電壓交軸分量分別為空間矢量脈寬調(diào)制逆變器電壓飽和前一步所述第三調(diào)節(jié)器和第一調(diào)節(jié)器的輸出值；否則，執(zhí)行步驟B3)； B3)判斷所述外界需求轉(zhuǎn)矩是否小于所述反饋轉(zhuǎn)矩值，如是，通過所述第二調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)使定子電壓交軸分量減小，執(zhí)行步驟B4);否則，執(zhí)行正?？刂瞥绦颍? B4)計(jì)算所述定子電壓直軸分量和定子電壓交軸分量的平方和并判斷空間矢量脈寬調(diào)制逆變器電壓是否飽和，如是，使所述定子電壓直軸分量和定子電壓交軸分量分別為空間矢量脈寬調(diào)制逆變器電壓飽和前一步所述第三調(diào)節(jié)器和第一調(diào)節(jié)器的輸出值；否則，執(zhí)行正?？刂瞥绦颉?br> 9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的利用牽引電機(jī)控制裝置的方法，其特征在于，所述弱磁電壓閾值大于等于所述直流母線電壓的O. 95倍且小于所述直流母線電壓。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的利用牽弓I電機(jī)控制裝置的方法，其特征在于，所述步驟A)進(jìn)一步包括 Al)判斷所述定子端電壓是否大于所述弱磁電壓閾值，如是，通過所述弱磁調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)得到一個(gè)負(fù)向的弱磁電流，執(zhí)行步驟A2);否則，執(zhí)行步驟A3)； A2)所述負(fù)向的弱磁電流與所述勵(lì)磁電流進(jìn)行疊加，使所述勵(lì)磁電流減小以削弱磁通； A3)判斷所述定子端電壓是否小于所述弱磁電壓閾值，如是，通過上述弱磁調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)使輸出的弱磁電流為O ;否則，執(zhí)行正常控制程序。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種牽引電機(jī)控制裝置及方法，裝置包括坐標(biāo)變換單元、第一計(jì)算單元、第一調(diào)節(jié)器、第二調(diào)節(jié)器、第二計(jì)算單元、第四計(jì)算單元、第三調(diào)節(jié)器和空間矢量脈寬調(diào)制逆變器；坐標(biāo)變換單元輸出反饋轉(zhuǎn)矩電流和反饋勵(lì)磁電流；第一計(jì)算單元輸出轉(zhuǎn)矩電流偏差；第一調(diào)節(jié)器對(duì)轉(zhuǎn)矩電流偏差進(jìn)行比例積分并輸出交軸電壓值；第四計(jì)算單元輸出勵(lì)磁電流偏差；第三調(diào)節(jié)器對(duì)勵(lì)磁電流偏差進(jìn)行比例積分并輸出定子電壓直軸分量；第二調(diào)節(jié)器對(duì)反饋轉(zhuǎn)矩電流、反饋勵(lì)磁電流與外界需求轉(zhuǎn)矩處理并輸出電壓調(diào)節(jié)量；第二計(jì)算單元將交軸電壓值和電壓調(diào)節(jié)量疊加并輸出定子電壓交軸分量。實(shí)施本發(fā)明的牽引電機(jī)控制裝置及方法，具有以下有益效果避免牽引電機(jī)出現(xiàn)失控。
文檔編號(hào)H02P21/00GK102882457SQ20121038204
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月10日
發(fā)明者鄭春陽, 劉愛華, 姚偉科 申請(qǐng)人:深圳市航盛電子股份有限公司