[发明专利]矿用电动轮车永磁驱动系统反电动势抑制控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种矿用电动轮车永磁驱动系统反电动势抑制控制方法及系统，此方法包括：在矿用电动轮自卸车运行过程中，实时检测其运行数据与状态；根据运行数据与状态判断电驱系统是否存在故障；当判断电驱系统出现故障且满足反电动势抑制触发条件时，进行反电动势抑制：控制逆变模块的上桥臂所有开关管关断，控制逆变模块下桥臂所有开关管开通，或者控制逆变模块的上桥臂所有开关管开通，控制逆变模块的下桥臂所有开关管关断，让永磁电机处于主动短路的保护状态，产生反向转矩控制车辆减速，以避免永磁电机的高反电动势施加在变流器中间直流回路而破坏内部器件。本发明能够在变流器严重故障或永磁电机失控瞬间进行反电动势抑制，保障系统正常运行。

技术领域

本发明主要涉及矿用电动轮自卸车技术领域，具体涉及一种矿用电动轮车永磁驱动系统反电动势抑制控制方法及系统。

背景技术

随着中国经济转型升级，朝着更高效、更绿色低碳的方向发展，近年来各大矿山不断加大对矿山运输系统与运输设备的投入，相较于传统燃油重型卡车的成本高、污染严重，在同等矿石产量的情况下，矿用电动轮自卸车可以有效减少用车数量，提高工作效率与安全性，随着国内外大型露天矿山的规模不断扩大，矿用电动轮自卸车的作用日益凸显。

矿用电动轮自卸车大多数采用柴油机作为动力源，电驱系统包括柴油发动机、发电机、驱动变流器、制动单元、轮毂电机五大部分组成，目前主流的驱动电机一般为异步交流电机，具有结构简单、维护量少等优点，但在起步与中低速爬坡阶段长期处于低效率运行状态。

稀土钕硼等永磁材料的出现，矿车生产商逐渐开始选用效率更高、体积更小、容易实现低速大转矩的永磁同步电机，然而永磁同步电机的反电动势与转速成正比，当永磁同步电机转速增加，其绕组的反电动势随之升高，矿用电动轮自卸车电驱动系统的变流器处于正常工作状态，反电动势达到电压限制时，变流器控制器进行弱磁控制来满足电机转速上升的需求，但是在变流器故障或失控状态下，永磁同步电机的反电动势对电驱系统的安全是一项挑战，受制于永磁电机高反电动势原因，搭载永磁牵引系统的矿用电动轮自卸车在电驱系统故障时刻安全性、可靠性较差，应用比较受限。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的问题，本发明提供一种操作简便、安全可靠的矿用电动轮车永磁驱动系统反电动势抑制控制方法及系统。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种矿用电动轮车永磁驱动系统反电动势抑制控制方法，包括步骤：

在矿用电动轮自卸车运行过程中，实时检测电动轮自卸车的运行数据与状态；

根据运行数据与状态判断电驱系统是否存在故障；当判断电驱系统出现故障且满足反电动势抑制触发条件时，进行反电动势抑制：控制逆变模块的上桥臂所有开关管关断，控制逆变模块下桥臂所有开关管开通，或者控制逆变模块的上桥臂所有开关管开通，控制逆变模块的下桥臂所有开关管关断，让永磁电机处于主动短路的保护状态，产生反向转矩控制车辆减速，以避免永磁电机的高反电动势施加在变流器中间直流回路而破坏内部器件。

作为上述技术方案的进一步改进：

在反电动势抑制之后，实时检测永磁电机转速和变流器中间直流电压数据，以判断电驱系统是否满足再启动条件，在满足启动条件后，允许系统进行再启动。

所述再启动条件包括重投公式，当重投公式成立，则允许系统再次启机，否则保持反电动势抑制；其中重投公式具体为nKU_dc；其中n为电机转速，单位r/min；Udc为变流器直流回路电压；K为当前电机转速下的重投系数。

如果电驱系统长时间保持在反电动势抑制状态或重投再次启机失败，此时表明整车处于失控状态，则采取机械制动减速停车，并进行相应报警。