專利名稱：可變電壓補(bǔ)償?shù)闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及電力驅(qū)動系統(tǒng)中的直流鏈路電壓偏差的補(bǔ)償方法和裝置。特別的，本發(fā)明涉及開關(guān)磁阻驅(qū)動器的運(yùn)行方式，該開關(guān)磁阻驅(qū)動器能周期地讀取與某一直流鏈路電壓相對應(yīng)的一個值，調(diào)節(jié)一速度指示信號用于補(bǔ)償在直流鏈路中出現(xiàn)的電壓變化。補(bǔ)償速度信號被送至一控制器中，在該控制器中，對開關(guān)磁阻驅(qū)動器線圈中的能量變化做補(bǔ)償。
開關(guān)磁阻電動機(jī)在電動機(jī)的活動部分(稱轉(zhuǎn)子)一般沒有繞組或永磁鐵。大多數(shù)開關(guān)磁阻電動機(jī)的靜止部分(稱定子)包括在定子的磁極上纏繞的線圈，其中通有單向電流。在其中一種類型的開關(guān)磁阻電動機(jī)中，繞在相對定子磁極上的線圈以串聯(lián)或并聯(lián)的方式連接以形成實際上是多相的開關(guān)磁阻電動機(jī)的單向繞組。按事先確定的，即與轉(zhuǎn)子角位置相同步的順序，對每項繞組加電壓產(chǎn)生運(yùn)動力矩，這樣當(dāng)定子和轉(zhuǎn)子的磁極相接近時就能產(chǎn)生相互吸引的電磁力。同樣的，當(dāng)定子和轉(zhuǎn)子的磁極分開時的周期的某段時間里設(shè)置脈沖電壓，也可產(chǎn)生作用力。在典型的操作方式中，每次當(dāng)開關(guān)磁阻電機(jī)相繞組被激勵時，通過相繞組產(chǎn)生磁通量，從而在轉(zhuǎn)子磁極上產(chǎn)生引力。


圖1示意性地示出了現(xiàn)有技術(shù)中一典型的驅(qū)動裝置，用于驅(qū)動負(fù)載19。其中包括一直流電源11，可以是電池或是整流并濾波的交流電源。電源11經(jīng)一直流鏈路，以線10所示，輸出直流電壓。電源轉(zhuǎn)換器13在電子控制單元14的控制下在電動機(jī)12的相繞組16之間進(jìn)行切換。電流傳感器18用于向控制器提供電流反饋信號。在本申請中，向開關(guān)磁阻電機(jī)中輸出的直流電壓(或來自一電池，整流器或其它)被稱為“直流鏈路電壓”。
為保證驅(qū)動器正常工作，切換應(yīng)與轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角準(zhǔn)確地保持同步。開關(guān)磁阻電機(jī)的性能在一定程度上取決于與轉(zhuǎn)子位置相關(guān)的相激勵的精確定時。對轉(zhuǎn)子位置的檢測通常通過傳感器15獲得，如圖1所示，例如通過安裝在電機(jī)轉(zhuǎn)子上的旋轉(zhuǎn)齒狀盤，與安裝在定子上的光學(xué)傳感器或磁性傳感器相配合。產(chǎn)生能指示出轉(zhuǎn)子相對于定子的位置的脈沖序列并將其輸出給控制電路14，用于產(chǎn)生精確的相激勵。
為維持開關(guān)磁阻電機(jī)產(chǎn)生的速度和相關(guān)轉(zhuǎn)矩，有必要精確控制電壓作用在相繞組上的時刻。然而，在交流電壓輸出中出現(xiàn)的變化以及在驅(qū)動系統(tǒng)工作的電力環(huán)境中出現(xiàn)的變化，都會造成直流鏈路電壓隨時間的變化而變化。由于電源電壓的明顯變化，因此以忽略電源電壓變化的控制方法可明顯減弱用戶所要求的對電機(jī)的控制能力。這是因為，由相繞組產(chǎn)生的磁通量直接與所施加的電壓有關(guān)。因此，電源電壓中的變化就可導(dǎo)致相繞組產(chǎn)生的磁通量多于或少于所希望得到的磁通量。電動機(jī)中，磁通量的這種不希望的變化會導(dǎo)致性能的降低。
在眾所周知的開關(guān)磁阻驅(qū)動器中，電動機(jī)的速度，所需的轉(zhuǎn)矩和在對相繞組加電壓的時間之間的相互關(guān)系可通過一被稱為是特性化的處理過程憑經(jīng)驗確定，其中，電動機(jī)的操作參數(shù)是在很寬的工作條件下確定。之后，這些操作參數(shù)被存儲在一個被稱為控制規(guī)則表的模擬或數(shù)字電路中。
典型地，數(shù)字控制規(guī)則表只是某種類型存儲器中的一系列存儲位置，其中每個存儲對應(yīng)于控制圖上的一個點。對于此點，典型系統(tǒng)存儲有適用于該工作點的啟動角、關(guān)閉角和可能的自由旋轉(zhuǎn)角。這些參數(shù)可存儲在表中的相鄰位置上。或者，該表可進(jìn)一步劃分并被認(rèn)為是由一系列的子表組成，每個子表中的值對應(yīng)于其中一個參數(shù)。
控制規(guī)則表的一個例子如圖2所示。在這個例子中，轉(zhuǎn)矩在任意速度上被離散成128個值，即，在任一個選定的速度上，該速度的100％的轉(zhuǎn)矩對應(yīng)于第128個存儲位置，50％的轉(zhuǎn)矩對應(yīng)于第64個存儲位置，等等。類似的，該速度也被離散，在本例子中，速度被離散為256個值。表中的每個位置上存儲了用于使電機(jī)產(chǎn)生相應(yīng)速度和轉(zhuǎn)矩的控制的多個參數(shù)A。如上所述，參數(shù)A中的每個或是一系列控制參數(shù)或是單個的控制參數(shù)，并且表中的每個位置還包含有一可指向其他表格的指針，用于搜尋其他的參數(shù)。也可以使用在現(xiàn)有技術(shù)中已知的用于存儲數(shù)據(jù)的其他方法，如16×16位置的稀疏矩陣以及一些用于實時確定適當(dāng)參數(shù)值的插值方法。
圖3和圖4是對應(yīng)于控制規(guī)則表的控制圖的例子。其中，水平軸代表速度值，最大到256個單位，該值是驅(qū)動器所能達(dá)到的最大速度。實線代表在任意速度上可得到的最大轉(zhuǎn)矩值。圖上任意一點對應(yīng)于控制規(guī)則表上的一個位置，在該位置中，包含有在該點操作所需的參數(shù)。圖3的例子示出了一個具有相對恒定轉(zhuǎn)矩輸出的系統(tǒng)，而圖4的例子示出了轉(zhuǎn)矩輸出隨速度明顯變化的系統(tǒng)。
在驅(qū)動器工作過程中，控制系統(tǒng)向控制規(guī)則表輸入表征電動機(jī)速度的信號和所需要的轉(zhuǎn)矩，以尋找出適合此操作狀態(tài)的觸發(fā)角。這些觸發(fā)角用于對切換進(jìn)行控制，進(jìn)而實現(xiàn)對相繞組激勵的控制。采用具有控制規(guī)則表的電動機(jī)控制器已被廣泛熟知，在此不再詳細(xì)描述。
為最小化特性化的處理過程的工作量，通常的做法是在該過程中保持直流鏈路電壓恒定。考慮到當(dāng)把驅(qū)動系統(tǒng)安裝于一工作環(huán)境中時，直流鏈路電壓的變化較有代表性，因此，特性化常是在假設(shè)直流電壓處于最低期望值時獲得的。換句話說，特性化是在假設(shè)直流鏈路電壓工作在最差的情況下獲得的。這種類型的特性化在一定程度上是不合乎需要的，因為其是在假定最壞的場合下(而這種假定場合是很少發(fā)生的)而不是在所需要的最佳直流鏈路值的情況下做出的對開關(guān)磁阻驅(qū)動器的特性化，而驅(qū)動效率在所需最佳鏈路值的情況下將達(dá)到最高。此外，工作電壓的增加會導(dǎo)致所得轉(zhuǎn)矩和電流的增加，從而導(dǎo)致驅(qū)動器的零部件過熱或失效。對于有些驅(qū)動器，可在其處于最佳直流鏈路電壓時進(jìn)行特性化，但對于此類驅(qū)動器，必須在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中對直流鏈路電壓發(fā)生的變化給予補(bǔ)償，否則驅(qū)動器性能會減弱，特別是在低電源電壓情況下。
一些開關(guān)磁阻驅(qū)動器使用模擬系統(tǒng)對直流鏈路電壓的變化進(jìn)行補(bǔ)償?？偟膩碚f，這些系統(tǒng)是通過調(diào)節(jié)輸入到控制規(guī)則表中的速度信號來對直流鏈路電壓變化進(jìn)行補(bǔ)償?shù)?，因此輸入到控制器中的速度信號不是電動機(jī)的實際速度而是由代表直流鏈路電壓的一個信號對實際速度信號進(jìn)行修正而得到的一個修正速度信號。有些驅(qū)動裝置采用一些數(shù)字方法對電壓變化進(jìn)行補(bǔ)償。例如，在美國專利US 5724477(Webster等)中(其已轉(zhuǎn)讓給本申請人，在此引述作為參考)，公開了一種直流鏈路補(bǔ)償方法，其通過一模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC對直流鏈路電壓進(jìn)行數(shù)字采樣來檢測電壓的變化。
圖5是Webster提出的開關(guān)磁阻驅(qū)動器的模型，其中通過ADC17對直流鏈路電壓進(jìn)行采樣，采樣電壓反饋給控制中14，在控制器14中，特性化電壓與測量的工作電壓之間的比率用于修正實際轉(zhuǎn)子速度以產(chǎn)生一補(bǔ)償速度參數(shù)，用此補(bǔ)償速度參數(shù)對控制規(guī)則表進(jìn)行詢問，這意味著與所測得的直流鏈路電壓10相反地調(diào)節(jié)補(bǔ)償速度信號。舉例來說，直流鏈路電壓的增加會得到一較小的估計補(bǔ)償速度信號，而當(dāng)直流鏈路電壓降低時則會得到一較大的估計補(bǔ)償速度信號。補(bǔ)償速度信號進(jìn)而被控制器14使用，作為控制規(guī)則表的索引并用于選擇適當(dāng)?shù)挠|發(fā)角。
作為Webster所提方法的一個應(yīng)用實例，假設(shè)特性化的處理過程是在直流鏈路電壓為560V時完成的，并且驅(qū)動器一直以227單位表示的速度工作在538V電壓上，之后對速度信號進(jìn)行線形換算，[即(560/538)×227]，獲得236單位的補(bǔ)償速度。該補(bǔ)償速度用于詢問控制規(guī)則表以獲得何種轉(zhuǎn)矩水平是所需的。在這個例子中，電壓變化相對較小，(大約是4％的特性化電壓)。如果轉(zhuǎn)矩/速度曲線在工作區(qū)內(nèi)相對平坦，如圖3所示，綜合這些因素可知，實際速度和補(bǔ)償速度之間的轉(zhuǎn)矩變化也小。舉例來說，如果所需轉(zhuǎn)矩為80％(那么使用存儲位置為80/100×128＝102中的觸發(fā)角)，在該補(bǔ)償速度上的存儲位置102中觸發(fā)角所對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩值將非常接近于80％，以致于其之間的差距可以忽略不計。相比之下，如果轉(zhuǎn)矩速度曲線的斜率大，如圖4所示，則在該補(bǔ)償速度對應(yīng)于存儲位置中的轉(zhuǎn)矩值會極大地區(qū)別于未補(bǔ)償速度時的轉(zhuǎn)矩值。圖4示出了在電壓變化40％時在轉(zhuǎn)矩上出現(xiàn)的誤差。這使得現(xiàn)有技術(shù)中補(bǔ)償方法在很多場合下是不適合的。
以上所描述的系統(tǒng)在有限范圍的電壓變化情況下能正常工作取決于轉(zhuǎn)矩/速度曲線的形狀，但當(dāng)遇到電壓的廣泛變化時，上述系統(tǒng)不能給出好的性能。此類情形常尤其出現(xiàn)在那些不能與公共設(shè)施相連的系統(tǒng)但電壓變化又常超過50％的系統(tǒng)中，如航空，海運(yùn)或機(jī)動環(huán)境。盡管，這些變化可以通過對系統(tǒng)在不同電壓值時進(jìn)行特性化處理來局部改善，但這個方法耗時，需要控制系統(tǒng)有相當(dāng)大的存儲空間，使得讀取控制規(guī)則表更困難，最多只能對特定電壓進(jìn)行精確補(bǔ)償。
隨附的獨立權(quán)利要求是對本發(fā)明的限定。從屬權(quán)利要求是對本發(fā)明的其他一些優(yōu)選特征的描述。
具體實施例方式
附圖5的裝置用于實現(xiàn)電壓補(bǔ)償?shù)母倪M(jìn)方法。示出了一開關(guān)磁阻電機(jī)12，用于驅(qū)動負(fù)載19。電壓源11給驅(qū)動器供電，其可以是一直流電源，也可以是整流交流電源。直流鏈路以連線10代表，并通過切換裝置13切換到在開關(guān)磁阻電機(jī)12的相繞組16，控制器14確定轉(zhuǎn)換裝置13上的觸發(fā)角。還包括一轉(zhuǎn)子位置傳感器15(RPT)，響應(yīng)于通過隨開關(guān)磁阻電機(jī)12的轉(zhuǎn)子一同旋轉(zhuǎn)的一個元件，用于產(chǎn)生代表轉(zhuǎn)子位置的轉(zhuǎn)子位置傳感器輸出信號?？芍?，位置信息可以通過各種方法得到，如采用對電動機(jī)的電流、電壓和/或電感進(jìn)行估計該信息的軟件算法。相繞組中的電流一傳統(tǒng)類型的電流傳感器18測得，并輸出適當(dāng)?shù)男盘柦o控制系統(tǒng)14。
與直流鏈路電壓相連的是一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)17，其對直流鏈路電壓10采樣，之后將采信號轉(zhuǎn)化為能代表直流鏈路電壓的電壓幅度的數(shù)字輸出。ADC將該數(shù)據(jù)輸入到控制系統(tǒng)14。在一實施例中，ADC輸出包括8個數(shù)據(jù)比特，可代表256不同電壓值。
通過在給定時間周期內(nèi)監(jiān)測轉(zhuǎn)子位置的變化，可以確定電機(jī)12的速度。控制器14接收轉(zhuǎn)子位置傳感器輸出信號并產(chǎn)生對應(yīng)于轉(zhuǎn)子實際旋轉(zhuǎn)速度的實際速度信號。這種速度測量塊的結(jié)構(gòu)對領(lǐng)域的技術(shù)人員是顯而易見的，并取決于特定轉(zhuǎn)子位置傳感器的選擇。電動機(jī)控制領(lǐng)域的技術(shù)人員知道實際速度信號可以傳統(tǒng)方式用于電動機(jī)控制的其它方面(在此不做詳述)。
在控制器14中有一數(shù)字微控制器，其可以是一個來自Motorola的MC68HC11系列的微控制器，用于實現(xiàn)該改進(jìn)的直流鏈路電壓補(bǔ)償方法。同樣的微控制器可用于實現(xiàn)電動機(jī)控制器14的其它控制功能。這樣做的優(yōu)點在于對直流鏈路電壓的補(bǔ)償?shù)耐瑫r，無須明顯增加實現(xiàn)電動機(jī)控制器14所需的額外電路。
電動機(jī)的控制通過一補(bǔ)償速度信號和一改進(jìn)的換算方法來完成，該補(bǔ)償速度信號用于確定來自一控制規(guī)則表的電機(jī)操作參數(shù)，而該改進(jìn)的換算方法包括將換算速度以確定補(bǔ)償速度并在該補(bǔ)償速度下?lián)Q算轉(zhuǎn)矩以恢復(fù)原來所需的轉(zhuǎn)矩。有大量的方法可以用來實現(xiàn)這一目的。所有這些方法中，第一個步驟是使用ADC17周期地讀取代表直流鏈路電壓的信號和實際轉(zhuǎn)子速度。每個讀入值被轉(zhuǎn)換為數(shù)字表達(dá)形式用于隨后的處理過程。在實際工作中，在一預(yù)先設(shè)定的時間周期內(nèi)，對直流鏈路電壓和轉(zhuǎn)子速度中的每個進(jìn)行多次檢測然后取其在該時間段中的均值。采取這種方式，系統(tǒng)不會對測量電壓或轉(zhuǎn)子速度中出現(xiàn)的較小波動而對于敏感。
在第一個例子中，速度和轉(zhuǎn)矩均可通過下面的比率進(jìn)行換算Vc/Va其中Vc是特性化電壓，Va是通過ADC17采樣獲得的實際工作電壓。
為實現(xiàn)這一方法，微處理器中的軟件計算Vc/Va的比率，然后將計算結(jié)果與實際速度信號和實際轉(zhuǎn)矩需求相乘，獲得補(bǔ)償速度和補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩值。之后，這些補(bǔ)償值被用來對控制規(guī)則表進(jìn)行詢問以確定操作參數(shù)。一旦該步驟完成，這些選定的操作參數(shù)將有選擇地用將直流鏈路電壓加到定子繞組中。該簡化的方法在很多場合下都很有效，并特別適合于具有恒定電源特性的驅(qū)動器中。
當(dāng)轉(zhuǎn)矩/速度曲線具有特殊形狀時，上述描述的第一方法將不適用。為了在此種情況下獲得良好的性能，應(yīng)對用作索引控制規(guī)則表的轉(zhuǎn)矩值進(jìn)行重新設(shè)定以使重新設(shè)定的值更接近于沒有補(bǔ)償速度時的實際轉(zhuǎn)矩需求。在實際操作中，這一步驟是通過重新定義控制規(guī)則表中轉(zhuǎn)矩值的位來實現(xiàn)的，即，使重新定義的轉(zhuǎn)矩值位置上的轉(zhuǎn)矩值更接近于在未有補(bǔ)償速度時的轉(zhuǎn)矩需求。這一做法的優(yōu)點在于，不論驅(qū)動器的轉(zhuǎn)矩/速度曲線的形狀如何，都能得到正確的補(bǔ)償。應(yīng)當(dāng)注意，補(bǔ)償速度采取與第一個例子相同的計算方法，即用實際速度乘以Vc/Va。
然而，該方法需要知道在每個速度時刻上代表100％轉(zhuǎn)矩需求的轉(zhuǎn)矩絕對值。該信息可以附加線的形式存儲在控制規(guī)則表中或采用其它適宜存儲的方法存儲。這允許要選擇的補(bǔ)償速度值處的轉(zhuǎn)矩位置數(shù)大致對應(yīng)于工作在實際速度時的轉(zhuǎn)矩需求的絕對值。在實際工作中，轉(zhuǎn)矩需求值在控制規(guī)則表中是線性分布的，因此補(bǔ)償速度所對應(yīng)的位置數(shù)可通過下式給出
Lc＝|Lu*TMu/TMc|其中，Lc是對應(yīng)于補(bǔ)償速度上的補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩需求的位置數(shù)，Lu是對應(yīng)于未補(bǔ)償速度上的實際轉(zhuǎn)矩需求的位置數(shù)，TMu是在未補(bǔ)償速度時的最大轉(zhuǎn)矩需求，TMc是在補(bǔ)償速度時的最大轉(zhuǎn)矩需求。
補(bǔ)償速度和轉(zhuǎn)矩需求值進(jìn)而被用于對控制規(guī)則表進(jìn)行詢問，以確定所需的操作參數(shù)。一旦獲得操作參數(shù)，這些操作參數(shù)將有選擇地用于將直流鏈路電壓加到定子繞組中。
在以上兩個例子中，控制器在考慮到所需轉(zhuǎn)矩水平的情況下，采用了一種新的方法來選擇用于補(bǔ)償直流鏈路電壓變化時所需的正確操作參數(shù)。該方法通過一補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩值和一補(bǔ)償速度值來實現(xiàn)以提供對直流鏈路電壓中出現(xiàn)的波動進(jìn)行補(bǔ)償?shù)母倪M(jìn)方法。這是有利的。
總的來說，系統(tǒng)進(jìn)行特性化所選的電壓可在系統(tǒng)工作范圍內(nèi)任何地點進(jìn)行選擇。但應(yīng)當(dāng)知道，當(dāng)實際工作電壓高于特性化電壓時，補(bǔ)償速度總是低于實際速度(參考附圖4)。同樣的，如果工作電壓低于特性化電壓，補(bǔ)償速度將高于實際速度。在這種情況下，當(dāng)實際速度接近于最大工作速度時，有可能不會有足夠的數(shù)據(jù)可以利用來得到補(bǔ)償速度值，這取決于特性化電壓和工作電壓之差。除非，在實際操作中，有其它額外的數(shù)據(jù)能被用來獲得超過最大速度的補(bǔ)償速度值，否則最大補(bǔ)償速度值應(yīng)限于最大速度。因此，優(yōu)選地，驅(qū)動器應(yīng)工作在最低工作電壓上，這樣，補(bǔ)償速度就不會超過實際速度，從而避免了沒有足夠特性化數(shù)據(jù)使用的情形出現(xiàn)。
在不脫離本發(fā)明的情況下，有經(jīng)驗的人員應(yīng)當(dāng)知道對本發(fā)明公開的內(nèi)容所做的改變有多種方法。因此，通過舉例的方法而對本發(fā)明幾個實施例的描述不以限制本發(fā)明為目的。有經(jīng)驗的技術(shù)人員在對上述描述的方法不做明顯改變的情況下，可以很容易地對本發(fā)明步驟做些小的修改。本發(fā)明僅以下述權(quán)利要求范圍為限。
權(quán)利要求
1.一種在電力驅(qū)動系統(tǒng)中對實際直流鏈路電壓與一參考直流鏈路電壓的偏差進(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆椒?，所述的電力?qū)動系統(tǒng)包括一電機(jī)控制器，其根據(jù)轉(zhuǎn)矩需求信號控制電機(jī)，所述的電機(jī)包括一轉(zhuǎn)子和一帶有繞組的定子，在該電機(jī)工作的過程中，轉(zhuǎn)子以實際轉(zhuǎn)子速度旋轉(zhuǎn)，其中電機(jī)控制器有選擇地將實際直流鏈路電壓加到定子繞組中，該方法包括步驟對所述的實際直流鏈路電壓進(jìn)行采樣；對所述的實際轉(zhuǎn)子速度進(jìn)行采樣；根據(jù)實際直流鏈路電壓確定補(bǔ)償速度信號；根據(jù)實際直流鏈路電壓確定補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩需求信號；以及根據(jù)所得到的補(bǔ)償速度和補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩需求信號對施加在定子繞組上的實際直流鏈路電壓進(jìn)行控制。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的確定補(bǔ)償速度信號的步驟包括產(chǎn)生一速度補(bǔ)償因子和對實際速度進(jìn)行修正的步驟，例如，用實際速度與所述的速度補(bǔ)償因子相乘來實際速度進(jìn)行修正。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述的速度補(bǔ)償因子對應(yīng)于參考直流鏈路電壓和實際直流鏈路電壓之間的比率。
4.如前述權(quán)利要求中的任一項所述的方法，其特征在于所述的確定補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩需求信號的步驟包括產(chǎn)生一轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償因子和對實際轉(zhuǎn)矩需求信號進(jìn)行修正的步驟，例如，用實際轉(zhuǎn)矩需求信號與所述的轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償因子相乘來對實際轉(zhuǎn)矩需求信號進(jìn)行修正。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述的轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償因子對應(yīng)于參考直流鏈路電壓與實際直流鏈路電壓之間的比率。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述的轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償因子取決于在未補(bǔ)償速度時所允許的最大轉(zhuǎn)矩需求和在補(bǔ)償速度時所允許的最大轉(zhuǎn)矩需求之間的比率。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于作為速度函數(shù)的電機(jī)的轉(zhuǎn)矩需求值被存儲在一控制規(guī)則表中，該控制規(guī)則表包括多個位置，表中的每個位置對應(yīng)于預(yù)先確定的轉(zhuǎn)矩需求值，其中所述的通過轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償因子對實際轉(zhuǎn)矩需求進(jìn)行修正的步驟被通過轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償因子對實際轉(zhuǎn)矩需求的控制表位置進(jìn)行修正的步驟所代替，由此確定在補(bǔ)償速度時補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩需求值的控制表位置。
8.一種在電力驅(qū)動系統(tǒng)中對實際直流鏈路電壓與一參考直流鏈路電壓的偏差進(jìn)行補(bǔ)償?shù)南到y(tǒng)，所述的電力驅(qū)動系統(tǒng)包括一電機(jī)控制器，其根據(jù)速度信號控制電機(jī)，所述的電機(jī)包括一轉(zhuǎn)子和一帶有繞組的定子，在工作過程中，轉(zhuǎn)子以實際轉(zhuǎn)子速度旋轉(zhuǎn)，其中電機(jī)控制器有選擇地將實際直流鏈路電壓加到定子繞組中，該系統(tǒng)包括用于對所述的實際直流鏈路電壓進(jìn)行采樣的裝置；用于對所述的實際轉(zhuǎn)子速度進(jìn)行采樣的裝置；根據(jù)所述的實際直流鏈路電壓確定補(bǔ)償速度信號的裝置；根據(jù)所述的實際直流鏈路電壓確定補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩需求信號的裝置；用于將所述的補(bǔ)償速度信號和所述的補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩需求信號發(fā)送到電機(jī)控制器的裝置；和使用所述的補(bǔ)償速度信號和轉(zhuǎn)矩需求信號控制施加于定子繞組上的直流鏈路電壓的裝置。
9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于所述的確定補(bǔ)償速度信號的裝置包括產(chǎn)生一速度補(bǔ)償因子的和通過所述的速度補(bǔ)償因子對實際速度進(jìn)行修正的裝置。
10.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于所述的速度補(bǔ)償因子對應(yīng)于參考直流鏈路電壓和實際直流鏈路電壓之間的比率。
11.如權(quán)利要求8-10中任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于所述的確定補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩需求信號的裝置包括產(chǎn)生一轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償因子的裝置和對實際轉(zhuǎn)矩需求進(jìn)行修正的裝置，如采用將實際轉(zhuǎn)矩需求與所述的轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償因子相乘。
12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于所述的轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償因子對應(yīng)于參考直流鏈路電壓和實際直流鏈路電壓之間的比率。
13.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于所述的轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償因子取決于在未補(bǔ)償速度時的轉(zhuǎn)矩需求的最大值和在補(bǔ)償速度時的轉(zhuǎn)矩需求的最大值之間的比率。
14.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于還包括將作為速度的函數(shù)的電機(jī)的轉(zhuǎn)矩需求值存儲在一控制規(guī)則表中的裝置，該控制規(guī)則表包括多個位置，表中的每個位置對應(yīng)于預(yù)先設(shè)定的轉(zhuǎn)矩需求值，其中所述的通過轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償因子對實際轉(zhuǎn)矩需求進(jìn)行修正的裝置可通過用轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償因子對實際轉(zhuǎn)矩需求的控制表位置進(jìn)行修正，由此在補(bǔ)償速度時確定對補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩需求值的控制表位置。
15.優(yōu)選在計算機(jī)可讀取介質(zhì)中的計算機(jī)程序，用于在電力驅(qū)動系統(tǒng)中對實際直流鏈路電壓與一參考直流鏈路電壓的偏差進(jìn)行補(bǔ)償?shù)南到y(tǒng)中，所述的電力驅(qū)動系統(tǒng)包括一電機(jī)控制器，其根據(jù)速度信號控制電機(jī)，所述的電機(jī)包括一轉(zhuǎn)子和一帶有繞組的定子，在工作過程中，轉(zhuǎn)子以實際轉(zhuǎn)子速度旋轉(zhuǎn)，其中電機(jī)控制器有選擇地將實際直流鏈路電壓加到定子繞組中，該電機(jī)進(jìn)一步包括對實際直流鏈路電壓進(jìn)行采樣的裝置和對實際轉(zhuǎn)子速度進(jìn)行采樣的裝置，其中計算機(jī)程序包含下述指令根據(jù)所述的實際直流鏈路電壓確定補(bǔ)償速度信號；根據(jù)所述的實際直流鏈路電壓確定補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩需求信號；和根據(jù)所述的補(bǔ)償速度和轉(zhuǎn)矩需求信號控制施加于定子繞組上的直流鏈路電壓。
16.如權(quán)利要求15所述的計算機(jī)程序，其特征在于確定補(bǔ)償速度信號的指令包含產(chǎn)生一速度補(bǔ)償因子的指令和通過所述的速度補(bǔ)償因子對實際速度進(jìn)行修正的指令。
17.如權(quán)利要求16所述的計算機(jī)程序，其特征在于速度補(bǔ)償因子對應(yīng)于參考直流鏈路電壓和實際直流鏈路電壓之間的比率。
18.如權(quán)利要求15-17中任一項所述的計算機(jī)程序，其特征在于所述的確定補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩需求信號的指令包括產(chǎn)生一轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償因子的指令和對實際轉(zhuǎn)矩進(jìn)行修正的指令，優(yōu)選采用將實際轉(zhuǎn)矩與所述的轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償因子相乘。
19.如權(quán)利要求18所述的計算機(jī)程序，其特征在于所述的轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償因子對應(yīng)于參考直流鏈路電壓和實際直流鏈路電壓之間的比率。
20.如權(quán)利要求18所述的計算機(jī)程序，其特征在于所述的轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償因子取決于在未補(bǔ)償速度時的轉(zhuǎn)矩需求的最大值和在補(bǔ)償速度時的轉(zhuǎn)矩需求的最大值之間的比率。
21.如權(quán)利要求20所述的計算機(jī)程序，其特征在于作為速度的函數(shù)的電機(jī)的轉(zhuǎn)矩需求值被存儲在一控制規(guī)則表中，該控制規(guī)則表包括多個位置，表中的每個位置對應(yīng)于預(yù)先確定的轉(zhuǎn)矩需求值，其中通過轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償因子對實際轉(zhuǎn)矩需求進(jìn)行修正的指令而是可操作的以通過轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償因子對實際轉(zhuǎn)矩需求的控制表位置進(jìn)行修正，由此在補(bǔ)償速度時確定對補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩需求值的控制表位置。
全文摘要
本發(fā)明涉及可變電壓補(bǔ)償,其中一開關(guān)磁阻驅(qū)動器由一電壓源供電,該電壓源與確定的用于驅(qū)動器控制規(guī)則的電壓不同?？刂葡到y(tǒng)通過同時對速度和轉(zhuǎn)矩值進(jìn)行修正來對上述不同進(jìn)行補(bǔ)償,其中速度和轉(zhuǎn)矩值被用來確定驅(qū)動所要求的負(fù)載的正確觸發(fā)角。該系統(tǒng)可工作于出現(xiàn)有較寬電壓變化范圍的環(huán)境中并與驅(qū)動器的轉(zhuǎn)矩/速度曲線的形狀無關(guān)。
文檔編號H02P25/08GK1374750SQ0210684
公開日2002年10月16日 申請日期2002年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月6日
發(fā)明者米切爾·L·麥克萊蘭德, 喬納森·R·奎恩 申請人:開關(guān)磁阻驅(qū)動有限公司