２００７年１１月

第２２卷第１ｌ期

电工技术学报

ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ

ＯＦＣＨＩＮＡＥＬＥＣＴＲＯＴＥＣＨＮＩＣＡＬＳＯＣＩＥＴＹ

Ｖｏｌ２２

Ｎｏ

１１

Ｎｏｖ

２Ⅲ）７

基于矢量控制的电动轿车感应电机驱动控制器

刘和平１邓

力１郑群英１

周有为１

刘

林２汪同斌２钟

波２

（１．重庆大学电气工程学院

重庆４０００４４

２．重庆电机厂重庆４０００５２）

摘要

以电动轿车驱动电机为对象研究其适用的控制算法．描述了转子磁场定向矢量控制的

原理，讨论了转子时间常数对矢量控制方法的影响．转子时间常数的实时补偿方法及效果。设计

了一套基于转子磁场定向矢量控制的控制软件．并介绍了驱动控制器的硬件结构设计，以及装车

调试过程中遇到的问题及相应的解决方法．

关键词：感应电机

矢量控制

转予时间常数

电动轿车

中圈分类号：ＴＭ５７３

Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ

Ｍｏｔｏｒ

Ｄｒｉｖｅ

Ｂａｓｅｄ

ｏｎ

Ｖｅｃｔｏｒ

ＣｏｎｔｒｏｌｆｏｒＥｌｅｃｔｒｉｃ

Ｖｅｈｉｃｌｅｓ

Ｌ／ｕＨｅｐｉｎｇ

１

ＤｅｎｇＬｉｌ

Ｚｈｅｎｇ

Ｑｕｎｙｉｎｇ

１

ＺｈｏｕＹｏｕｗｅｉ

１

ＬｉｕＬｉｎ

２

ＷａｎｇＴｏｎｇｂｉｎ。ＺｈｏｎｇＢｏ

２

（１．ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ

Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ

４０００４４

Ｃｈｉｎａ

２．ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＥｌｅｃｔｒｉｃ

Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ

Ｆａｃｔｏｒｙ

Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ

４０００５２

Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ

Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅ

ａｌｇｏｒｉｔｈｍ

ｏｆｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｆｉｔｔｉｎｇｆｏｒｔｈｅｍｏｔｏｒｉｎｓｔａｌｌｅｄ

ｏｎ

ｔｈｅ

ｅｌｅｃｔｒｉｃ

ｖｅｈｉｃｌｅｉｓ

ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅ

ｏｆ

ｒｏｔｏｒ

ｆｌｅｌｄ－ｏｒｉｅｎｔｅｄ

ｖｅｃｔｏｒ

ｃｏｎｔｒｏｌ

ｉｓ

ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．Ｔｈｅ

ｉｎｆｌｎｅｎｃｅｏｆｔｈｅ

ｒｏｔｏｒ

ｔｉｍｅ

ｃｏｎｓｔａｎｔ

Ｏｉｌ

ｔｈｅ

ｖｅｃｔｏｒ

ｃｏｎｔｒｏｌｉｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．ａｎｄｔｈｅｎｔｈｅｄｉｖｅｒｓｅｍｅｔｈｏｄｓｏｆ

ｔｈｅｒｅａｌｔｉｍｅｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ

ｔｏ

ｔｈｅ

ｒｏｔｏｒ

ｔｉｍｅ

ｃｏｎｓｔａｎｔ

ａｎｄｔｈｅｉｒｅｆｆｅｃｔ

ａｒｅ

ｃｏｍｐａｒｅｄ．Ａｓ

ａ

ｒｅｓｕｌｔ

ａ

ｓｕｉｔｏｆ

ｏｐｔｉｍｕｍｓｏｆｔｗａｒｅｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｆｏｒｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄ

ｏｎ

ｔｈｅ

ｒｏｔｏｒ

ｆｉｅｌｄ－ｏｒｉｅｎｔｅｄ

ｖｅｃｔｏｒ

ｃｏｎｔｒ０１．

Ｔｈｅｈａｒｄｗａｒｅ’ｓｆｒａｍｅｏｆｔｈｅｄｒｉｖｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒａｎｄｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓａｐｐｅａｒｅｄｉｎｔｈｅｄｅｂｕｇｇｉｎｇｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ

ｏｎ

ｔｈｅｖｅｈｉｃｌｅ

ａｒｅ

ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ

ａｓ

ｗｅｌｌ

ａｓ

ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｓ

ｔｏ

ｓｏｌｖｅｔｈｅｍ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓｔ

Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ

ｍｏｔｏｒ，ｖｅｃｔｏｒ

ｃｏｎｔｒ０１．ｒｏｔｏｒｔｉｍｅｃｏｎｓｔａｎｔ，ｅｌｅｃｔｒｉｃｖｅｈｉｃｌｅ

１引言

电机及驱动控制器是电动汽车的关键部件之

一。电动汽车运行对驱动控制器有其特殊要求：要

有优良的转矩控制特性，来满足电动汽车频繁的起动

，停车、加速／减速、能量回溃、低速大转矩爬坡、高

速小转矩恒功率运行等工况嘲；要求电机的调速范围

很宽，并且在很宽的范围内要高效率的运行，以简化

机械传动系统和减少传动损耗；在起动和加速时应具

有高功率密度，提供大的起动转矩和大于额定功率几

倍的输出功率｛在电动汽车速度平稳行进时，输出功

率较小，但要求高效率，终极目标是充分利用电池中

国家“８６３。计划资助项目（２００３ＡＡ５０１３５０）．

收稿日期２００５．１１－１７改蔷日期２００７．０３．∞

的能量，尽可能地增加续驶里程。显然这种应用环境

与其它应用场合的要求存在显著差异。

目前，电动轿车感应电机及驱动控制器通常采

用两种控制方法【１１：转子磁场定向矢量控制和直接

转矩控制。转子磁场定向矢量控制具有类似直流电

机良好的转矩控制特性；本文介绍用德州仪器公司

的ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７Ａ数字信号处理器芯片来实现转

子磁场定向矢量控制方法，完成了一套纯电动轿车

的驱动控制器并装车进行试验。以及如何解决在装

车试验中遇到的问题。

２矢量控制的基本原理与分析

２．１矢量控制的基本原理

感应电机的数学模型是高阶，非线性、强耦合

万方数据