永磁同步电机EPS的阻尼控制_何正义.pdf

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1、第42卷第5期电力电子技术Vol.42,No.52008年5月PowerElectronicsMay,2008永磁同步电机EPS的阻尼控制何正义112,季学武,张雪峰（1.清华大学，北京100084；2.北京航空航天大学，北京100083）摘要:汽车电动助力转向系统（ElectricPowerSteeringSystem，简称EPS）采用阻尼控制可以防止直线行驶时因外界干扰引起的转向盘抖动，同时还能避免高速行驶转向回正过程中转向盘回正超调。实现阻尼控制的传统方法是采用固定占空比将电机绕组短路形成阻尼力矩。但该方法会

2、使id，iq电流出现波动，从而引起转矩波动，使转向盘手感变差。根据逆变器施加于电机上的电压矢量，分析了传统阻尼控制方法应用于永磁同步电机EPS时电流和转矩出现波动的原因，在此基础上提出了在旋转坐标系下引入一个虚拟制动电阻实施阻尼控制的方法。理论分析和实验结果表明，采用所提出的方法，id，iq将不再出现波动，转向盘手感得到改善。关键词:汽车；电机；阻尼；转矩/电动助力转向；永磁同步电机中图分类号:TM35；U27文献标识码:A文章编号:1000-100X（2008）05-0066-03DampingControlof

3、EPSSystemwithPermanentMagnetSynchronousMotor1，JIXue-wu1，ZHANGXue-feng2HEZheng-yi（1.TsinghuaUniversity，Beijing100084，China；2.BeihangUniversity，Beijing100083，China）Abstract:DampingcontrolofElectricPowerSteering（EPS）systemcanpreventsteeringwheelfromquiveringforen

4、vi-ronmentaldisturbanceandovershootinginthereturntoneutralposition.Conventionaldampingcontrolisbasedonshorten-ingthemotorwindingwithgivenduty，whichwillgiverisetocurrentrippleinidandiq，andinturntherippleofmotortorque.Thispaperinterpretsthecausesofcurrentandtorq

5、ueripplewiththeanalysisonvoltagevectorofthemotor.Fur-thermore，thispaperproposesadampingcontrolstrategybasedonvirtualbrakingresistorind，qframe.Experimentalre-sultsshowedthatthecurrentsidandiqdidn’tripple，whichwouldimprovethesteeringfeeling.Keywords:automobile；m

6、otor；damping；torque/electricpowerstearing；permanentmagnetsynchronousmotorFoundationProject:SupportedbyNational863Plan（No.2006AA110101）1引言尼系数。对于EPS，阻尼系数!应随车速S的变化而电动助力转向系统（EPS）采用永磁同步电机改变。S越高，!应越大，则在相同的电机转速n下，（PMSM）作为助力电机，这是轿车转向系统的发展产生的阻尼转矩T也越大。T与S及n三者间的关趋势。在PMSM

7、的EPS中采用阻尼控制可防止汽车系如图1所示。直线行驶时因外界干扰而引起的转向盘抖动，同时还能避免高速行驶转向回正过程中转向盘回正超调。实现EPS阻尼控制的传统方法是采用固定占空比将电机绕组短路，使电机产生阻尼力矩。对于永磁同步电机EPS，这种方法能够满足阻尼系数随车速变化的要求，但存在id，iq电流波动问题，这不仅会图1T与S及n的关系引起听觉噪音，也会导致转矩波动，从而引起驾驶员通过将电机两端按一定占空比D短路，从而产的手感不适。分析了采用传统阻尼控制方法时逆变生阻尼电流，可实现直流有刷电机EPS阻尼控制。器施

8、加于电机上的电压矢量，分析了转矩出现波动阻尼电流正比于n，而且n越高，T也越大[1]，!可通的原因。为了抑制id，iq电流波动，提出在旋转坐标过修改D来改变。该阻尼控制方法在直流电机EPS系下引入一个虚拟制动电阻以实施阻尼控制的方控制系统中很容易实现，因此被广泛使用。法。测试结果表明，采用该方法能够满足阻尼系数随传统无刷直流电机仍沿用直流电机的EPS阻车速改