第２２卷第１１期

刘和平等

基于矢量控制的电动轿车感应电机驱动控制器

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生偏差的情况下，系统的动静态特性均会变坏，并

可能造成电机的电磁转矩发生振荡。因此，在宽范

围、高性能的调速控制中，必须对电机的转子时间

常数进行实时补偿和修正，在线辨识参数更好。

２．３转子时间常数的实时补偿

修正转子时间常数的补偿方法有盯】：①比较感

应电动势法；②电压模型法；③温度模型法；④比

较测量和设定的气隙功率法；⑤用模型参考自适应

系统辨识转子电阻Ｒ：；⑥用卡尔曼滤波器估计Ｌ。

由于电机通常都工作在磁化曲线的线性区，因

此，在一般情况下，认为转子电感的变化量较小，

对转子时间常数的影响也较小，可以忽略转子电感

的变化。本文只考虑了转子电阻变化（由温度变化

引起）引起的转子时间常数变化的补偿问题。

采用温度模型对转子时间常数进行修正。实时

检测电机机壳的温度，根据机壳的温度近似估计出

转子的温度，用转子的温度实时修正转子的时间常

数。

、

根据电阻定律

矗：口三

（８）

ｊ

可知，转子电阻与转子材料的电阻率小长度ｌ和横

截面积５有关。忽略长度和横截面积的变化，只考

虑电阻率的影响。电阻率的大小与导体材料和温度

有关，ｐ一般随温度升高而增大。利用下式对转子

电阻进行在线补偿。

耳＝风（１十置甜）

（９）

式中

Ｒｉ一补偿后的转子电阻值

如——试验测定的常温下的转子电阻值

ｋ。——温度修正系数，其太小由电机转子材料

的电阻率随温度变化关系决定

３矢量控制策略

控制策略框图如图２所示。控制器包括了转矩

电流分量给定，转矩电流分量ｉ，ｑ环、励磁电流分量

ｉ。ｄ环以及励磁电流ｉ坩环。显然，电动轿车控制箫略

采用只有电流闭环、无转速环的矢量控制算法。

图２矢量控制软件框图

Ｆｉｇ

２

Ｓｏｆｔｗａｒｅ ｂｌｏｃｋ

ｄｉａｇＩａｍ

ｏｆ ｔｈｅ

ｖｅｃｔｏｒ

ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ

在电动轿车运行时，毫为电子油门的输入量。

当‘为正时，在ｉ。。调节器的作用下ｆｓｑ也为正，感

应电机输出驱动转矩，实现电动轿车的前进加速功

能：当ｌ二为负时，则ｉ。也为负，转矩反向，实现电

动轿车的倒车功能，或者在电动轿车前进行使时，

此为制动转矩，实现电动轿车的能量回馈制动功能。

图２中的３ｓ／２ｒ变换实现定子电流从三相静止坐

标系到两相静止坐标系的变换；２ｒ／２ｓ实现从两相同

步旋转坐标系到两相静止坐标系的变换，再通过

ＤＳＰ内部的空问矢量脉宽调制（ＳＶＰＷＭ）变换，

最终实现对智能功率模块（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ

Ｐｏｗｅｒ

Ｍｏｄｕｌｅｓ，ＩＰＭ）构成的逆变器的控制。

在本控制器中，ｆ皿调节器、ｆ。ｄ调节器、厶。调节

器采用的都是积分修正ＰＩ调节器”１，既能够提高调

节器的响应速度，又能够有效克服饱和现象。

４驱动控制器硬件设计

驱动控制器是为电动轿车设计开发的，如图３

所示。驱动控制器的主电路采用三菱公司的ＩＰＭ模

块（型号：ＰＭ３００ＣＶＡ０６０）。处理器采用德州仪器

公司（ＴＩ）的为电机控制设计的ＤＳＰ芯片（型号：

　

万方数据