用于控制高速同步機器的電磁轉矩的方法
【專利摘要】在此披露了一種用于控制帶有永磁鐵的三相同步機器的電磁轉矩的方法，該方法包括對傳輸至該機器的電流進行測量、使用派克變換將這三個測量的電流轉換成一個直軸電流分量(Id)和一個交軸電流分量(Iq)、并且接收針對該交軸電流分量(Iq)的一個指令(Iq_req)。當該直軸電流分量(Id)是負的時激活一種去通量控制模式，在該去通量控制模式下根據所述機器的一個直軸電壓分量(Ud)和一個交軸電壓分量(Uq)控制該機器，該直軸電壓分量(Ud)和該交軸電壓分量(Uq)是在派克平面中確定的。
【專利說明】用于控制高速同步機器的電磁轉矩的方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于控制帶有永磁鐵的三相同步電動機的電磁轉矩的方法，并且 更具體地涉及當電壓飽和時的轉矩控制。
【背景技術】
[0002] 在電力驅動的機動車輛中，必須對電動機提供的轉矩加以控制。由于電動機器的 轉矩與該機器中流動的電流直接相關，必須對這些電流加以精確地控制。
[0003] 在一種同步機器、值得注意的是帶有永磁鐵和軸向通量的三相同步機器中，三個 定子相中的電流是正弦型的并且各自偏離~_rad。這些電流在該電動機器中產生一個旋轉 磁場。該轉子是由多個永磁鐵構成的，例如具有1與5之間的極對數(shù)。像一個羅盤一樣，轉 子自身自然地與該轉子產生的旋轉磁場對齊。因此，該轉子的旋轉頻率等于這些定子電流 的頻率（與其同步）。這些定子電流的幅值和這些轉子磁鐵的能力對創(chuàng)造使該機器旋轉所 需要的轉矩負責。因此，各自相等地偏離的正弦電壓被施加到該定子的各個相以 便控制這些電流。
【權利要求】
1. 一種用于控制帶有永磁鐵的三相同步機器的電磁轉矩的方法，該方法包括對傳輸至 該機器的三相的電流進行測量、基于三相系統(tǒng)的變換將這三個測量的電流轉換成一個直軸 電流分量（la)和一個交軸電流分量（Iq)、接收針對該交軸電流分量（Iq)的一個設定點（I q Mq)，并且當該直軸電流分量（la)是負的時激活一種去通量控制模式，在該去通量控制模式 下基于所述機器的一個直軸電壓分量（Va)和一個交軸電壓分量（Vq)控制該機器，該直軸 電壓分量（Va)和該交軸電壓分量（Vq)是在與該三相系統(tǒng)的變換相關的平面中確定的，其 特征在于，該同步機器的控制電壓的直軸分量（Va)和交軸分量（Vq)取決于相同的控制參 數(shù)（?)，該控制參數(shù)被確定成使該直軸電流分量（la)的值接近零并且使得能夠補償由這 些永磁鐵的磁通量引起的項。
2. 如權利要求1所述的方法，其中當該直軸電流分量（la)返回到一個正值或零值時退 出該去通量控制模式。
3. 如權利要求1和2中任一項所述的方法，其中該同步機器在該三相系統(tǒng)的變換平面 的直軸和交軸之間具有完美的對稱性，從而使得能夠獲得該三相系統(tǒng)的變換平面的每個軸 上的等效電感（La和1^)之間的相等。
4. 如權利要求1至3中任一項所述的方法，其中該控制電壓的直軸分量（Va)和交軸分 量（Vq)優(yōu)選地與相同的最大幅值（Vbat)成比例、并且以一種正弦的方式取決于該控制參數(shù)
5. 如權利要求4所述的方法，其中該直軸分量和該交軸分量是根據以下表達式來表達 的：
6. 如權利要求1至5中任一項所述的方法，其中該三相系統(tǒng)的變換是派克變換。
7. -種用于控制帶有永磁鐵的三相同步機器的電磁轉矩的系統(tǒng)（1)，該系統(tǒng)包括用于 測量傳輸至該機器的三相的電流的裝置（2)、用于基于三相系統(tǒng)的變換將這三個測量的電 流轉換成一個直軸電流分量（la)和一個交軸電流分量（Iq)的裝置（3)、用于接收針對該交 軸電流分量（Iq)的一個設定點（IuJ的裝置（4)、以及用于當該直軸電流分量（la)是負 的時激活一種去通量控制模式的控制裝置（5)，在該去通量控制模式下基于所述機器的一 個直軸電壓分量（Va)和一個交軸電壓分量（Vq)控制該機器，該直軸電壓分量（Va)和該交 軸電壓分量（Vq)是在與該三相系統(tǒng)的變換相關的平面中確定的，其特征在于，該控制裝置 (5)包括一個比例積分控制器（7)和一個模塊（9)，該比例積分控制器被適配成確定其直軸 電壓分量（Va)和交軸電壓分量（Vq)取決于針對該交軸電流分量的設定點（Iq rai)與該交軸 電流分量（Iq)的值之間差異的相同控制參數(shù)（?)，該模塊被適配成基于該控制參數(shù)確定該 直軸電壓分量和交軸電壓分量。
8. 如權利要求7所述的系統(tǒng)，其中該控制裝置包括一個激活模塊，該激活模塊被適配 成當該直軸電流分量（la)是負的時激活該去通量控制模式并且當該直軸電流分量（la)是 正的時停用該去通量控制模式。
9.如權利要求7和8中任一項所述的系統(tǒng)，包括轉換裝置（3)，該轉換裝置被適配成對 這些測量的電流應用派克變換以便獲得該直軸電流分量（la)和該交軸電流分量（Iq)。
【文檔編號】H02P21/00GK104350675SQ201380027605
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2013年5月16日 優(yōu)先權日:2012年5月29日
【發(fā)明者】L·梅里耶納, A·馬盧姆 申請人:雷諾股份公司