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內(nèi)嵌式永磁電機(jī)系統(tǒng)和用于控制內(nèi)嵌式永磁電機(jī)的方法與流程

文檔序號(hào):11868202閱讀:515來源:國知局
內(nèi)嵌式永磁電機(jī)系統(tǒng)和用于控制內(nèi)嵌式永磁電機(jī)的方法與流程
示例實(shí)施例涉及諸如內(nèi)嵌式永磁(IPM)電動(dòng)機(jī)或電機(jī)的電子驅(qū)動(dòng)裝置系統(tǒng)和用于控制電子驅(qū)動(dòng)裝置的方法。

背景技術(shù):
IPM電動(dòng)機(jī)控制具有范圍從中速至高速的電壓限制。特定直流電流(dc)總線電壓電平?jīng)Q定用于一批轉(zhuǎn)子速度的一連串最佳運(yùn)行軌跡。IPM特性通常只在直流總線電壓電平處實(shí)現(xiàn)。換言之,對(duì)于一批轉(zhuǎn)子速度來說,只在標(biāo)稱直流總線電壓電平處校準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行點(diǎn),這些電動(dòng)機(jī)運(yùn)行點(diǎn)從控制器查詢表中生成直或正交(d-q)電流指令。在其實(shí)IPM電機(jī)應(yīng)用中,工作直流總線電壓可以明顯地波動(dòng),通過空轉(zhuǎn)和制動(dòng)模式循環(huán),尤其是在電池應(yīng)用時(shí)。波動(dòng)的工作直流總線電壓可以影響在低直流總線電壓處的電流調(diào)節(jié)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
示例實(shí)施例指向IPM電機(jī)系統(tǒng)以及控制IPM電機(jī)的方法。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)如果工作直流總線電壓自電動(dòng)機(jī)再生而提高從而使它高于標(biāo)稱直流總線電壓,那么IPM電動(dòng)機(jī)控制器應(yīng)該利用被提高的直流總線電壓,從而增加輸出轉(zhuǎn)矩、功率和/或改善效率。如果工作直流總線電壓低于標(biāo)稱直流總線電壓,那么對(duì)應(yīng)于工作直流總線電壓的電動(dòng)機(jī)運(yùn)行點(diǎn)被調(diào)整以確保健壯的電流控制。示例實(shí)施例利用直流總線電壓以決定用于一批轉(zhuǎn)子速度的一連串運(yùn)行軌跡。換言之,示例實(shí)施例有效運(yùn)行具有變化的直流總線電壓的IPM電動(dòng)機(jī)。在一些示例實(shí)施例中,IPM電動(dòng)機(jī)運(yùn)行同時(shí)僅使用標(biāo)稱電壓特性數(shù)據(jù)。一個(gè)示例實(shí)施例公開了一種IPM電機(jī)系統(tǒng),包括IPM電機(jī)和控制器,所述IPM電機(jī)包括標(biāo)稱工作直流(dc)總線電壓,所述控制器被配置成檢測IPM電機(jī)的工作直流總線電壓并且基于標(biāo)稱工作直流總線電壓和檢測到的工作直流總線電壓控制IPM電機(jī)。至少另一個(gè)示例實(shí)施例公開了一種控制IPM電機(jī)的方法。該方法包括確定IPM電機(jī)的工作直流總線電壓和IPM電機(jī)的標(biāo)稱直流總線電壓,隨后基于IPM電機(jī)的工作直流總線電壓和IPM電機(jī)的標(biāo)稱直流總線電壓確定驅(qū)動(dòng)指令,以及,輸出所確定的驅(qū)動(dòng)指令至IPM電機(jī)。至少另一個(gè)示例實(shí)施例公開了一種IPM電機(jī)系統(tǒng),包括IPM電機(jī)和控制器,所述控制器被配置成檢測IPM電機(jī)的工作直流總線電壓和轉(zhuǎn)軸運(yùn)行速度,確定檢測到的工作直流總線電壓與檢測到的轉(zhuǎn)軸運(yùn)行速度之間的比率,以及基于所確定的比率控制IPM電機(jī)。附圖說明結(jié)合附圖,通過以下詳細(xì)的描述可以更加清楚地理解示例實(shí)施例。圖1-5B表示這里所描述的不受限制的示例實(shí)施例。圖1是一種用于控制電動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)的示例實(shí)施例的方框圖;圖2是一種與圖1一致的電子數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的方框圖;圖3顯示圖1中所示的計(jì)算模塊的一種示例實(shí)施例;圖4顯示圖1中所示的電流生成管理器的一種示例實(shí)施例;以及圖5A-5B顯示根據(jù)一種示例實(shí)施例的一種控制IPM電機(jī)的方法。具體實(shí)施方式現(xiàn)在將結(jié)合圖示出一些示例實(shí)施例的附圖更加全面地描述各種示例實(shí)施例。相應(yīng)地,雖然示例實(shí)施例能夠有各種修改和替換形式,但是其實(shí)施例在圖中以示例的方式示出并且將在這里詳細(xì)描述。然而,應(yīng)當(dāng)理解,沒有想要將示例實(shí)施例限制在所公開的具體形式,而是相反地,示例實(shí)施例將覆蓋落入權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有修改例、等同例和替換例。在對(duì)于圖的描述中,相同的數(shù)字表示相同的元件。應(yīng)當(dāng)理解,雖然此處術(shù)語第一、第二等可以用以描述各種元件,但是這些元件應(yīng)該不受這些術(shù)語的限制。這些術(shù)語僅用以將一個(gè)元件與另外一個(gè)區(qū)分開。例如,在不偏離示例實(shí)施例的范圍的情況下,第一元件可以被叫做第二元件,并且,類似地,第二元件可以被叫做第一元件。正如此處所采用的,術(shù)語“和/或”包括所列舉的相關(guān)數(shù)據(jù)中的一個(gè)或多個(gè)的任意和全部組合。應(yīng)當(dāng)理解,當(dāng)一個(gè)元件被稱為“連接”或“聯(lián)接”至另一個(gè)元件時(shí),它可以是直接連接或者聯(lián)接至另一個(gè)元件或者可以出現(xiàn)中間元件。相反地,當(dāng)一個(gè)元件被稱為“直接連接”或“直接聯(lián)接”至另一個(gè)元件時(shí),沒有中間元件。用來描述元件之間的關(guān)系的其它的詞應(yīng)當(dāng)用相同的方式進(jìn)行解釋(例如,“之間”與“直接之間”,“鄰近”與“直接鄰近”等)。這里使用的術(shù)語僅是用于描述特定實(shí)施例,而非旨在限制示例性實(shí)施例。如本文所用,單數(shù)形式“a”,“an”和“所述”旨在也包括復(fù)數(shù)形式,除非上下文清楚地另有指示。要進(jìn)一步理解的是,術(shù)語“comprises”,“comprising”,“includes”和/或“including”,在本文中使用時(shí),說明存在所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或組件,但不排除存在或添加一個(gè)或多個(gè)其它特征、整體、步驟、操作、元件、組件和/或其組合。還應(yīng)當(dāng)注意到,在一些替換實(shí)施方案中,所指出的功能/動(dòng)作可能會(huì)與圖中指出的順序不同。例如,連續(xù)示出的兩個(gè)數(shù)字,實(shí)際上被同時(shí)執(zhí)行,或者有時(shí)可以以相反的順序執(zhí)行,這取決于涉及的功能/動(dòng)作。除非另有定義,否則這里使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)和科學(xué)術(shù)語)具有與示例實(shí)施例所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所通常理解相同的含義。要進(jìn)一步理解,術(shù)語,例如在常用字典中定義的那些,應(yīng)解釋為具有與在相關(guān)領(lǐng)域的上下文中含義相一致的含義,并且因此,將不被解釋為理想化的或過于正式的意義,除非明確如此界定外。示例實(shí)施例和相應(yīng)的具體描述的一些部分以對(duì)計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器內(nèi)的數(shù)據(jù)位的操作的軟件、或者算法和符號(hào)表示的方式出現(xiàn)。這些描述和表示是本領(lǐng)域技術(shù)人員將他們的工作內(nèi)容有效傳達(dá)給其他本領(lǐng)域技術(shù)人員的那些。算法。作為這里所使用的術(shù)語并且通常是這么使用的,被認(rèn)為是得出一個(gè)結(jié)果的前后一致的一系列步驟。這些步驟是需要物理量的物理操作的那些。通常地,但是不是必然地,這些量采用能夠被存儲(chǔ)、傳輸、組合、比較、以及其它操作的光、電或者磁信號(hào)。已經(jīng)不時(shí)地方便證明,原則上由于共同使用的原因,是指諸如位、值、元件、符號(hào)、字符、術(shù)語、數(shù)量等的這些信號(hào)。在下面的描述中,將參照可以作為程序模塊或功能性過程被實(shí)現(xiàn)的操作的動(dòng)作和符號(hào)表示(例如,在流程圖的形式)描述示例性實(shí)施例,包括例程、程序、對(duì)象、組件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等,當(dāng)被執(zhí)行地執(zhí)行特定任務(wù)或?qū)崿F(xiàn)特定抽象數(shù)據(jù)類型時(shí),并且可以使用在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)元件處的現(xiàn)有硬件實(shí)現(xiàn)。這種現(xiàn)有的硬件可以包括一個(gè)或多個(gè)中央處理單元(CPU)、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、應(yīng)用程序特定集成的電路、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、電腦等。然而,應(yīng)當(dāng)牢記的,所有這些和類似的術(shù)語是與適當(dāng)?shù)奈锢砹肯嚓P(guān)聯(lián),并且僅僅是應(yīng)用于這些量的方便的標(biāo)記。除非另有特別聲明,或從討論中顯而易見的,諸如“處理”或“運(yùn)算”或“計(jì)算”或“確定”或“顯示”或類似術(shù)語是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或類似的電子計(jì)算裝置的動(dòng)作和過程,其操作和轉(zhuǎn)換在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的寄存器和存儲(chǔ)器中表示的數(shù)據(jù)為物理的、電子的數(shù)量到類似地表示為在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)存儲(chǔ)器或寄存器或其他這樣的信息存儲(chǔ)、傳輸或顯示設(shè)備內(nèi)的物理量的其他數(shù)據(jù)。還要注意,示例實(shí)施例的軟件實(shí)現(xiàn)方面通常是被編碼在一些形式的有形(或者記錄)存儲(chǔ)介質(zhì)上。有形存儲(chǔ)介質(zhì)可以是磁性的(例如,軟盤或者硬盤驅(qū)動(dòng)器)或者光學(xué)的(例如壓縮光盤只讀存儲(chǔ)器,或者″CDROM″),并且可以是只讀的或者是隨機(jī)存取的。類似地,傳輸介質(zhì)可以是雙扭線對(duì)、同軸電纜、光學(xué)纖維、或者業(yè)界公知的一些其它合適的傳輸介質(zhì)。示例實(shí)施例不限于這些方面的任何既定的實(shí)現(xiàn)方案。根據(jù)一個(gè)示例實(shí)施例,圖1公開了一種用于控制諸如電動(dòng)機(jī)117(例如,內(nèi)嵌式永磁(IPM)電動(dòng)機(jī))或者另一交流電機(jī)的IPM電機(jī)的系統(tǒng)。電動(dòng)機(jī)117具有標(biāo)稱直流總線電壓(例如320伏)。標(biāo)稱電壓是指定電壓。例如,電動(dòng)機(jī)117的標(biāo)稱電壓可以是320伏,但是電動(dòng)機(jī)可以在320伏以上和以下的電壓處運(yùn)行。在一個(gè)示例實(shí)施例中,系統(tǒng),除了電動(dòng)機(jī)117,還可以被稱作逆變器或者電動(dòng)機(jī)控制器。用于控制電動(dòng)機(jī)117的系統(tǒng)還可以被稱作IPM電機(jī)系統(tǒng)。系統(tǒng)包括電子模塊、軟件模塊、或者以上兩者。在一個(gè)示例實(shí)施例中,電動(dòng)機(jī)控制器包括電子數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)120以支持一個(gè)或多個(gè)軟件模塊的軟件指示的存儲(chǔ)、處理或執(zhí)行。電子數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)120在圖1中用虛線表示并且在圖2中更加具體地示出。電子數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)120還被稱為用于電動(dòng)機(jī)117的控制器。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)120被聯(lián)接到逆變器電路188。逆變器電路188包括半導(dǎo)體驅(qū)動(dòng)電路,該半導(dǎo)體驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)或控制切換半導(dǎo)體(例如,絕緣柵雙極晶體管(IGBT)或其他功率晶體管)以輸出用于電動(dòng)機(jī)117的控制信號(hào)。依次地,逆變器電路188被聯(lián)接到電動(dòng)機(jī)117。電動(dòng)機(jī)117與傳感器115(例如,位置傳感器、分解器或編碼器位置傳感器)關(guān)聯(lián),傳感器115與電動(dòng)機(jī)軸126或轉(zhuǎn)子相關(guān)聯(lián)。例如,傳感器115和電動(dòng)機(jī)117被聯(lián)接到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)120,以提供反饋數(shù)據(jù)(例如,諸如相位電流值ia,ib,ic的電流反饋數(shù)據(jù))、原位置信號(hào)、以及其他可能的反饋數(shù)據(jù)或信號(hào)。其他可能的反饋數(shù)據(jù)包括但不限于:繞組溫度讀數(shù)、逆變器電路188的半導(dǎo)體溫度讀數(shù)、三相電壓數(shù)據(jù)、或電動(dòng)機(jī)117的其他熱學(xué)信息或性能信息。在一個(gè)示例實(shí)施例中,轉(zhuǎn)矩指令生成模塊105被聯(lián)接到d-q軸電流生成管理器109(例如,d-q軸電流生成查詢表)。d-q軸電流指的是可應(yīng)用于矢量控制式交流電動(dòng)機(jī)(例如電動(dòng)機(jī)117)中的直軸電流和正交軸電流。d-q軸電流生成管理器109(例如,d-q軸電流指令iq_cmd和id_cmd)的輸出和電流調(diào)整模塊107(例如,d-q軸電流調(diào)整模塊107)的輸出被饋送給求和器119。依次地,求和器119的一個(gè)或多個(gè)輸出(例如,直軸電流數(shù)據(jù)(id*)和正交軸電流數(shù)據(jù)(iq*))被提供或聯(lián)接至電流調(diào)節(jié)控制器111。雖然采用了術(shù)語電流指令,但是應(yīng)該理解,電流指令指的是目標(biāo)電流值。電流調(diào)節(jié)控制器111能夠與脈寬調(diào)制(PWM)生成模塊112(例如,空間矢量PWM生成模塊)通信。電流調(diào)節(jié)控制器111接收各自的調(diào)整的d-q軸電流指令(例如id*和iq*)和實(shí)際d-q軸電流(例如id和iq)以及與d-q軸電壓指令(例如vd*和vq*指令)相對(duì)應(yīng)的輸出,用于輸入至PWM生成模塊112。在一個(gè)示例實(shí)施例中,PWM生成模塊112例如將直軸電壓和正交軸電壓數(shù)據(jù)從兩相數(shù)據(jù)表示轉(zhuǎn)化為三相數(shù)據(jù)表示(例如,三相電壓表示,諸如va*,vb*和vc*)以用于電動(dòng)機(jī)117的控制。PWM生成模塊112的輸出被聯(lián)接到逆變器188。逆變器電路188包括功率電子元件,如用于生成、修改和控制施加到電動(dòng)機(jī)117的脈寬調(diào)制信號(hào)或其他交流信號(hào)(例如,脈沖、方波、正弦波、或其他波形)的切換半導(dǎo)體。PWM生成模塊112向逆變器電路188內(nèi)的驅(qū)動(dòng)器級(jí)(driverstage)提供輸入。逆變器電路188的輸出級(jí)提供脈寬調(diào)制電壓波形或其他電壓信號(hào),用于電動(dòng)機(jī)117的控制。在一個(gè)示例實(shí)施例中,逆變器188由直流(DC)電壓總線供電。電動(dòng)機(jī)117與估算電動(dòng)機(jī)軸126的角位置、電動(dòng)機(jī)軸126的速度或轉(zhuǎn)速以及電動(dòng)機(jī)軸126的旋轉(zhuǎn)方向中的至少一個(gè)的傳感器115(例如,分解器、編碼器、速度傳感器、或其他位置傳感器或速度傳感器)關(guān)聯(lián)。傳感器115可以被安裝到電動(dòng)機(jī)軸126上或與之成一體。傳感器115的輸出能夠與主處理模塊114(例如,位置和速度處理模塊)通信。在一個(gè)實(shí)施例中,傳感器115被連接到模數(shù)轉(zhuǎn)換器(未示出),所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬位置數(shù)據(jù)或速度數(shù)據(jù)分別轉(zhuǎn)換為數(shù)字位置或速度數(shù)據(jù)。在其他實(shí)施例中,傳感器115(例如,數(shù)字位置編碼器)可提供電動(dòng)機(jī)軸126或轉(zhuǎn)子的位置數(shù)據(jù)或速度數(shù)據(jù)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸出。主處理模塊114的第一輸出(例如,電動(dòng)機(jī)117的位置數(shù)據(jù)θ)被通信至相位變換器113(例如,三相變兩相電流帕克變換(Parktransformation)模塊),其中相位變換器113將測得的電流的各個(gè)三相數(shù)字表示轉(zhuǎn)換為測得的電流的相應(yīng)的兩相數(shù)字表示。主處理模塊114的第二輸出(例如,電動(dòng)機(jī)117的速度數(shù)據(jù)SD)被通信至計(jì)算模塊110(例如,調(diào)整的電壓/速度比率模塊)。感測電路124的輸入被聯(lián)接到電動(dòng)機(jī)117的終端,以至少檢測被測量的三相電流和直流電流(DC)總線(例如,可以向逆變器電路188提供DC功率的高壓直流總線)的電壓電平。感測電路124的輸出被聯(lián)接到模數(shù)轉(zhuǎn)換器122,以將感測電路124的輸出數(shù)字化。依次地,模數(shù)轉(zhuǎn)換器122的數(shù)字輸出被聯(lián)接到輔助處理模塊116(例如,直流總線電壓和三相電流處理模塊)。例如,感測電路124與電動(dòng)機(jī)117相關(guān)聯(lián)以用于測量三相電流(例如,施加到電動(dòng)機(jī)117的繞組的電流,感應(yīng)到繞組中的反電動(dòng)勢(EMF),或以上二者)。主處理模塊114和輔助處理模塊116的一些輸出被饋送給相位變換器113。例如,相位變換器113可應(yīng)用帕克變換或其他轉(zhuǎn)換方程(例如,對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言已知的適當(dāng)?shù)奶囟ǖ霓D(zhuǎn)換方程)以基于來自輔助處理模塊116的數(shù)字三相電流數(shù)據(jù)ia,ib和ic和來自傳感器115的位置數(shù)據(jù)θ將測得的三相電流表示轉(zhuǎn)換為二相電流表示。相位變換器113(id,iq)的輸出被聯(lián)接到電流調(diào)節(jié)控制器111。主處理模塊114和輔助處理模塊116的其他輸出可以被聯(lián)接到計(jì)算模塊110(例如,調(diào)整的電壓-速度比率計(jì)算模塊)的輸入。例如,主處理模塊114可提供速度數(shù)據(jù)SD(例如,電動(dòng)機(jī)軸126的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)),而輔助處理模塊116可提供(例如,在車輛的直流(DC)總線上的)電動(dòng)機(jī)117的測得的(檢測到的)工作直流總線電壓電平Vdc。向逆變器電路188供電的直流總線上的直流電壓電平可因各種因素(包括但不限于:環(huán)境溫度、電池狀況、電池充電狀態(tài)、電池電阻或電抗、燃料電池狀態(tài)(如果可使用的話)、電動(dòng)機(jī)負(fù)載狀況、各自的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩和相應(yīng)的運(yùn)行速度、以及車輛電負(fù)載(例如,電驅(qū)動(dòng)的空調(diào)壓縮機(jī)))而波動(dòng)或變化。計(jì)算模塊110作為媒介被連接在輔助處理模塊116和d-q軸電流發(fā)生管理器109之間。計(jì)算模塊110的輸出可調(diào)整或影響由d-q電流生成管理器109生成的電流指令iq_cmd和id_cmd,以補(bǔ)償直流總線電壓中的波動(dòng)或變化及其他情況。轉(zhuǎn)子磁體溫度估算模塊104、電流成形模塊106、和端子電壓反饋模塊108被聯(lián)接到d-q軸電流調(diào)整模塊107或能夠與d-q軸電流調(diào)整模塊107通信。依次地,d-q軸電流調(diào)整模塊107可與d-q軸電流生成管理器或求和器119通信。轉(zhuǎn)子磁體溫度模塊104估算或確定一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)子永磁體的溫度。在一個(gè)實(shí)施例中,轉(zhuǎn)子磁體溫度估算模塊104可通過位于定子上或者與定子熱連通或者固定到電動(dòng)機(jī)117的外殼上的一個(gè)或多個(gè)傳感器估算轉(zhuǎn)子磁體的溫度。在另一替換實(shí)施例中,轉(zhuǎn)子磁體溫度估算模塊104可被安裝在轉(zhuǎn)子或磁體上的溫度檢測器(例如,熱敏電阻或像紅外線感熱器的無線變送器)替代,其中,所述檢測器提供指示一個(gè)或多個(gè)磁體的溫度的信號(hào)(例如,無線信號(hào))。在一個(gè)示例實(shí)施例中,所述方法或系統(tǒng)可以下述方式進(jìn)行操作。轉(zhuǎn)矩指令生成模塊105通過車輛數(shù)據(jù)總線118接收輸入控制數(shù)據(jù)信息,例如速度控制數(shù)據(jù)信息、電壓控制數(shù)據(jù)信息、或轉(zhuǎn)矩控制數(shù)據(jù)信息。轉(zhuǎn)矩指令生成模塊105將接收到的輸入控制信息轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩控制指令數(shù)據(jù)T_cmd。d-q軸電流生成管理器109選擇或確定與各個(gè)轉(zhuǎn)矩控制指令數(shù)據(jù)和各個(gè)檢測到的電動(dòng)機(jī)軸126速度數(shù)據(jù)SD有關(guān)的直軸電流指令數(shù)據(jù)和正交軸電流指令數(shù)據(jù)。例如,d-q軸電流生成管理器109通過訪問下述一個(gè)或多個(gè)項(xiàng)來選擇或確定直軸電流指令、正交軸電流指令:(1)將各個(gè)轉(zhuǎn)矩指令與相應(yīng)的直軸或正交流電流關(guān)聯(lián)起來的查詢表、數(shù)據(jù)庫或其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),(2)將各個(gè)轉(zhuǎn)矩指令與相應(yīng)的直軸或正交流電流關(guān)聯(lián)起來的二次方程組或線性方程組,或(3)將各個(gè)轉(zhuǎn)矩指令與相應(yīng)的直軸或正交流軸電流關(guān)聯(lián)起來的一組規(guī)則(例如“如果-則”(if-then)規(guī)則)。電動(dòng)機(jī)117上的傳感器115有利于為電動(dòng)機(jī)軸126提供檢測到的速度數(shù)據(jù)SD,其中,主處理模塊114可將由傳感器115提供的原位置數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為速度數(shù)據(jù)SD。電流調(diào)整模塊107(例如,d-q軸電流調(diào)整模塊)提供電流調(diào)整數(shù)據(jù)以基于來自轉(zhuǎn)子磁體溫度估算模塊104、電流成形模塊106、和端子電壓反饋模塊108的輸入數(shù)據(jù)調(diào)整直軸電流指令id_cmd和正交軸電流指令iq_cmd。電流成形模塊106可基于以下一個(gè)或多個(gè)因素確定正交軸(q軸)電流指令和直軸(d軸)電流指令的校正或初步調(diào)整:例如,電動(dòng)機(jī)117上的轉(zhuǎn)矩載荷和電動(dòng)機(jī)117的速度。轉(zhuǎn)子磁體溫度估算模塊104可基于例如轉(zhuǎn)子溫度的估算變化生成對(duì)于q軸電流指令和d軸電流指令的二次調(diào)整值。端子電壓反饋模塊108可基于控制器電壓指令與電壓極限的關(guān)系提供對(duì)于d軸和q軸電流的第三次調(diào)整。電流調(diào)整模塊107可提供考慮了一個(gè)或多個(gè)下述調(diào)整的合并的電流調(diào)整:初步調(diào)整、二次調(diào)整和第三次調(diào)整。在一個(gè)示例實(shí)施例中,電動(dòng)機(jī)117可以包括內(nèi)嵌式永磁(IPM)電機(jī)或者同步IPM電機(jī)(IPMSM)。傳感器115(例如,軸或轉(zhuǎn)子速度檢測器)可包括下述一項(xiàng)或多項(xiàng):直流電動(dòng)機(jī)、光學(xué)編碼器、磁場傳感器(例如,霍爾效應(yīng)傳感器)、磁阻傳感器、和分解器(例如,無刷分解器)。在一種構(gòu)造中,傳感器115包括位置傳感器,其中,初始位置數(shù)據(jù)和相關(guān)的時(shí)間數(shù)據(jù)被處理,以確定電動(dòng)機(jī)軸126的速度或轉(zhuǎn)速。在另一種構(gòu)造中,傳感器115包括速度傳感器,或速度傳感器與積分器的組合,以確定電動(dòng)機(jī)軸的位置。在又一種構(gòu)造中,傳感器115包括輔助的、緊湊的直流發(fā)電機(jī),該直流發(fā)電機(jī)被機(jī)械地連接到電動(dòng)機(jī)117的電動(dòng)機(jī)軸126,以確定電動(dòng)機(jī)軸126的速度,其中,該直流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生與電動(dòng)機(jī)軸126的轉(zhuǎn)速成比例的輸出電壓。在再一種構(gòu)造中,傳感器115包括帶有光源的光學(xué)編碼器,其中,所述光學(xué)編碼器向被聯(lián)接到電動(dòng)機(jī)軸126的旋轉(zhuǎn)物體發(fā)送信號(hào)并在光學(xué)檢測器處接收反射的或衍射的信號(hào),其中被接收到的信號(hào)脈沖(例如,方波)的頻率可與電動(dòng)機(jī)軸126的速度成比例。在額外的構(gòu)造中,傳感器115包括帶有第一繞組和第二繞組的分解器,其中,第一繞組接入交流電,在第二繞組中感生的電壓隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)頻率而變化。在圖2中,電子數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)120包括電子數(shù)據(jù)處理器264、數(shù)據(jù)總線262、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置260、和一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)端口(268,270,272,274和276)。數(shù)據(jù)處理器264、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置260、和所述一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)端口被聯(lián)接到數(shù)據(jù)總線262,以支持?jǐn)?shù)據(jù)處理器264、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置260、和所述一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)端口之間的數(shù)據(jù)通信。在一個(gè)實(shí)施例中,數(shù)據(jù)處理器264可包括電子數(shù)據(jù)處理器、微處理器、微控制器、可編程邏輯陣列、邏輯電路、運(yùn)算邏輯單元、專用集成電路、數(shù)字信號(hào)處理器、比例積分微分(PID)控制器、或其他數(shù)據(jù)處理裝置。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置260可包括任何用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的磁的、電子的或光學(xué)的裝置。例如,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置260可包括電子數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置、電子存儲(chǔ)器、非易失性電子隨機(jī)存取存儲(chǔ)器、一個(gè)或多個(gè)電子數(shù)據(jù)寄存器、數(shù)據(jù)鎖存器、磁盤驅(qū)動(dòng)器、硬盤驅(qū)動(dòng)器、光學(xué)磁盤驅(qū)動(dòng)器等。如圖2所示,數(shù)據(jù)端口包括第一數(shù)據(jù)端口268、第二數(shù)據(jù)端口270、第三數(shù)據(jù)端口272、第四數(shù)據(jù)端口274和第五數(shù)據(jù)端口276,當(dāng)然,也可采用其他任意適當(dāng)數(shù)目的數(shù)據(jù)端口。每個(gè)數(shù)據(jù)端口可包括例如收發(fā)器或緩沖存儲(chǔ)器。在一個(gè)示例實(shí)施例中,每個(gè)數(shù)據(jù)端口可包括任意串行或并并輸入/輸出端口。在如圖2描繪的一個(gè)示例實(shí)施例中,第一數(shù)據(jù)端口268被聯(lián)接到車輛數(shù)據(jù)總線118。依次地,車輛數(shù)據(jù)總線118被聯(lián)接到控制器266。在一種構(gòu)造中,第二數(shù)據(jù)端口270可以被聯(lián)接到逆變器電路188;第三數(shù)據(jù)端口272可以被聯(lián)接到傳感器115;第四數(shù)據(jù)端口274可以被聯(lián)接到模數(shù)轉(zhuǎn)換器122;以及第五數(shù)據(jù)端口276可以被聯(lián)接到端子電壓反饋模塊108。模數(shù)轉(zhuǎn)換器122被聯(lián)接到感測電路124。在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)120的一個(gè)實(shí)施例中,轉(zhuǎn)矩命令生成模塊105與電子數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)120的第一數(shù)據(jù)端口268關(guān)聯(lián)或由該第一數(shù)據(jù)端口268支持。第一數(shù)據(jù)端口268可以被聯(lián)接到車輛數(shù)據(jù)總線118,例如控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(CAN)數(shù)據(jù)總線。車輛數(shù)據(jù)總線118可經(jīng)由第一數(shù)據(jù)端口268向轉(zhuǎn)矩命令生成模塊105提供數(shù)據(jù)總線信息連同轉(zhuǎn)矩指令。車輛的操作者可通過用戶接口(例如油門、踏板、控制器266或其他控制裝置)生成轉(zhuǎn)矩指令。在一些示例實(shí)施例中,傳感器115和主處理模塊114可與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)120的第三數(shù)據(jù)端口272關(guān)聯(lián)或由第三數(shù)據(jù)端口272支持。IPM電機(jī)控制根據(jù)示例實(shí)施例的用于IPM電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)電壓方程式可以是;vd=rsid-ωeLqiq(1)vq=rsiq+ωeLdid+ωeλf(2)其中vd是d軸電壓,vq是q軸電壓,rs是定子電阻,id是d軸電流,iq是q軸電流,Ld是d軸電感,Lq是q軸電感,ωe是IPM的電頻率,以及λf是IPM的轉(zhuǎn)子上的永磁強(qiáng)度。定子電阻rs可以忽略,因?yàn)榇┻^電阻項(xiàng)的電壓降很大程度上小于穿過電感項(xiàng)和反電動(dòng)勢項(xiàng)(例如,λf)。如果忽略定子電阻rs,那么方程式(1)和(2)可以改寫為:因此,方程式(3)和(4)表示可獲得的終端電壓與電動(dòng)機(jī)電頻率的比率,以確定用于電流指令iq_cmd和id_cmd的運(yùn)行點(diǎn),假設(shè)永磁強(qiáng)度λf和電感Ld和Lq都是常數(shù)。電頻率可以由轉(zhuǎn)子軸的速度(轉(zhuǎn)數(shù)/分,rpm)轉(zhuǎn)換得到。終端電壓可以是指被施加至諸如電動(dòng)機(jī)117的電機(jī)的終端處的交流(ac)電壓。例如,直流總線電壓可以通過逆變器切換電路188轉(zhuǎn)化為終端電壓。特別地,電壓與速度之比可以通過將工作直流總線電壓除以轉(zhuǎn)軸運(yùn)行速度(rpm)計(jì)算而來。例如,在325伏5000rpm處校正的運(yùn)行軌跡可以直接施加至300伏4615.4rpm或350伏5384.6rpm。注意,計(jì)算的比值越小,所施加的終端電壓極值越嚴(yán)格。終端電壓極值是在高速重載荷條件下由用于電機(jī)終端的直流總線電壓生成的最大可獲得輸出交流電壓。對(duì)于大型電動(dòng)機(jī)運(yùn)行,控制器可能需要額外的電壓裕量。例如,電壓裕量是基于由于環(huán)境溫度變化導(dǎo)致的永磁體強(qiáng)度變化、轉(zhuǎn)矩指令的快速動(dòng)力學(xué)和直流總線電壓。因此,電壓裕量可以根據(jù)這些因素進(jìn)行設(shè)定。作為一個(gè)示例,實(shí)際電壓極限可以是終端電壓極限的90-95%(例如,92%)。然而,永磁強(qiáng)度λf是轉(zhuǎn)子速度基于變化的電機(jī)鐵損和轉(zhuǎn)子磁熱效應(yīng)的函數(shù)。變化的永磁體強(qiáng)度λf還會(huì)造成d-q軸電感Ld和Lq的變化。因此,雖然工作直流總線電壓和轉(zhuǎn)軸運(yùn)行速度的結(jié)合產(chǎn)生相同的比值,考慮到諸如反電動(dòng)勢強(qiáng)度和d-q軸電感的變化的電機(jī)參數(shù),最佳運(yùn)行點(diǎn)仍是不同的。為了補(bǔ)償示例實(shí)施例中變化的磁強(qiáng)度效應(yīng),電壓補(bǔ)償系數(shù)調(diào)整計(jì)算后的電壓/速度比值。在標(biāo)稱直流總線水平處,電壓補(bǔ)償系數(shù)可以被調(diào)整以反應(yīng)電壓裕量,取決于應(yīng)用的動(dòng)態(tài)響應(yīng)規(guī)格。當(dāng)工作直流總線電壓高于標(biāo)稱直流總線電壓時(shí),考慮到對(duì)于較高的轉(zhuǎn)子速度會(huì)有較弱的磁強(qiáng)度,電壓補(bǔ)償系數(shù)被設(shè)得稍高。另一方面,當(dāng)工作直流總線電壓低于標(biāo)稱直流總線電壓時(shí),考慮到對(duì)于較低運(yùn)行中的轉(zhuǎn)子速度會(huì)有較強(qiáng)的磁強(qiáng)度,電壓補(bǔ)償系數(shù)被設(shè)得稍低。為了說明的目的,有兩組工作直流總線電壓和轉(zhuǎn)軸運(yùn)行速度:V1和rpm1,V2和rpm2,V3和rpm3,其中V1<V2<V3且rpm1<rpm2<rpm3,這樣,工作直流總線電壓與轉(zhuǎn)軸運(yùn)行速度的比率如下:雖然為了說明的目的,僅采用了三組工作直流總線電壓和轉(zhuǎn)軸運(yùn)行速度,應(yīng)該理解的是,可以采用任何數(shù)量組工作直流總線電壓和轉(zhuǎn)軸運(yùn)行速度??傊捎阼F損和磁熱的增加,速度上升時(shí),磁強(qiáng)度λf越小。因此,λf(rpm1)>λf(rpm2)>λf(rpm3)(6)換言之,當(dāng)工作直流總線電壓為V1而轉(zhuǎn)軸運(yùn)行速度為rpm1時(shí),終端電壓極值最嚴(yán)格,而當(dāng)工作直流總線電壓為V3而轉(zhuǎn)軸運(yùn)行速度為rpm3時(shí),終端電壓極值最寬松。為了補(bǔ)償變化的磁強(qiáng)度λf效應(yīng),電壓補(bǔ)償系數(shù)ηm被包括以調(diào)整計(jì)算后的工作直流總線電壓與轉(zhuǎn)軸運(yùn)行速度的比值,使得假設(shè)V2是在電動(dòng)機(jī)特性化過程中采用的標(biāo)稱直流總線電壓,那么電壓補(bǔ)償系數(shù)η2變化以根據(jù)應(yīng)用的動(dòng)態(tài)響應(yīng)規(guī)格調(diào)整電壓。電壓補(bǔ)償系數(shù)η1的值設(shè)為小于電壓補(bǔ)償系數(shù)η2以反應(yīng)在較低速度下增加的磁強(qiáng)度λf效應(yīng)。類似地,電壓補(bǔ)償系數(shù)η3的值設(shè)為稍大于電壓補(bǔ)償系數(shù)η2以用于在較高速度下減少的磁強(qiáng)度λf效應(yīng)。用于電壓補(bǔ)償系數(shù)η1、η2、η3的這些選定的值是以電機(jī)設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)并且通過下述的調(diào)試過程實(shí)現(xiàn)。電動(dòng)機(jī)特性化過程是用來確定用于特定速度和轉(zhuǎn)矩指令的d軸和q軸指令的過程。此過程以多個(gè)轉(zhuǎn)矩指令和多個(gè)速度重復(fù)。電動(dòng)機(jī)特性化過程在申請(qǐng)案的發(fā)明人于2011年2月28日提交的名稱為“用于使內(nèi)嵌式永磁特性化的方法和設(shè)備”的第XX/XXX,XXX號(hào)申請(qǐng)案中有所描述,通過參考的方式將其內(nèi)容合并于此。例如,電動(dòng)機(jī)特性化可以僅在標(biāo)稱直流總線電壓水平(諸如320V)以及一組轉(zhuǎn)軸速度下實(shí)現(xiàn)。對(duì)于諸如5000rpm的具體速度,電壓和速度的組合給出了320/5000的工作直流總線電壓與轉(zhuǎn)軸運(yùn)行速度的比值。對(duì)于相同比值,當(dāng)工作直流總線電壓不是在標(biāo)稱直流總線電壓時(shí),存在不同的電壓和速度的組合,如280/4375,390/6094等。如果不考慮諸如磁強(qiáng)度和d-q軸電感的電機(jī)參數(shù)變化,那么產(chǎn)生相同的比率的所有工作直流總線電壓與轉(zhuǎn)軸運(yùn)行速度的組合在電壓裕量方面具有精確的相同運(yùn)行條件。在示例實(shí)施例中,電壓裕量是標(biāo)稱直流總線電壓的百分比,諸如5%或6%。例如,來自直流總線的最大可獲得交流電壓為線性調(diào)制范圍中的工作直流總線電壓除以。那么電壓裕量可以在標(biāo)稱直流總線電壓的5%或6%除以之內(nèi)。不巧地是,電機(jī)參數(shù),尤其是永磁強(qiáng)度λf,隨著轉(zhuǎn)軸速度變化。例如,對(duì)于相同的轉(zhuǎn)矩或電流指令,由于在4375rpm時(shí)具有更強(qiáng)的磁強(qiáng)度λf,所以280V和4375rpm會(huì)具有比320V和5000rpm更為嚴(yán)格的電壓裕量。類似地,對(duì)于精確的轉(zhuǎn)矩或電流指令,由于6094rpm時(shí)具有更弱的磁強(qiáng)度λf,所以390V和6094rpm會(huì)具有比320V和5000rpm更為寬松的電壓裕量。換言之,當(dāng)永磁強(qiáng)度增加時(shí),反電動(dòng)勢電壓分量增加。因此,終端交流電壓更高并且使得電壓裕量越小。二維電壓補(bǔ)償系數(shù)查詢表是基于對(duì)工作直流總線電壓和轉(zhuǎn)軸運(yùn)行速度對(duì)的調(diào)整來構(gòu)建的,該調(diào)整產(chǎn)生實(shí)現(xiàn)相同電壓裕量的相同比率。對(duì)于相同的轉(zhuǎn)矩指令,臨界電壓裕量由標(biāo)稱直流總線電壓和相關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)輸運(yùn)行速度確定。例如,工作直流總線電壓可以被調(diào)整至280V而軸速度可以被調(diào)整至4375rpm。對(duì)于用于工作直流總線電壓和轉(zhuǎn)軸運(yùn)行速度對(duì)的轉(zhuǎn)矩指令,電壓補(bǔ)償系數(shù)可以被調(diào)整至例如0.97,直至實(shí)現(xiàn)電壓裕量。換言之,電壓補(bǔ)償系數(shù)被確定使得與轉(zhuǎn)矩指令相關(guān)聯(lián)的280V和4375rpm運(yùn)行條件下的調(diào)整的比率生成一組d-q軸電流指令,該組d-q軸電流指令具有與相同轉(zhuǎn)矩指令相關(guān)聯(lián)的320V和5000rpm運(yùn)行條件一樣的相同電壓裕量。這組電壓裕量可以是320V除以而后乘以5%。類似地,工作直流總線電壓可以被調(diào)整至390V而軸速度可以被調(diào)整至6094rpm。對(duì)于相同的轉(zhuǎn)矩指令,電壓補(bǔ)償可以被調(diào)整至例如1.03,直至同樣實(shí)現(xiàn)該組電壓裕量。調(diào)整過程在諸如280,290,320,...,380,390V的不同的工作直流總線電壓水平處重復(fù),以確定相應(yīng)的電壓補(bǔ)償系數(shù)并且將它們放入二維電壓補(bǔ)償系數(shù)查詢表中。因此,電壓補(bǔ)償系數(shù)變成范圍從最小工作直流總線電壓至最大工作直流總線電壓的二維查詢表。二維電壓補(bǔ)償系數(shù)查詢表在圖3中顯示為310。圖3顯示圖1中所示的計(jì)算模塊的示例實(shí)施例。如圖所示,計(jì)算模塊110配置成接收檢測到的工作直流總線電壓值Vdc和速度(rpm)數(shù)據(jù)SD。計(jì)算模塊110包括電壓補(bǔ)償系數(shù)查詢表(LUT)310、速度數(shù)據(jù)處理器320、調(diào)整的比率計(jì)算器330以及基本轉(zhuǎn)矩LUT340。電壓補(bǔ)償系數(shù)LUT310接收檢測到的工作直流總線電壓值Vdc并且基于檢測到的工作直流總線電壓值Vdc輸出電壓補(bǔ)償系數(shù)Vcoeff。更具體地,電壓補(bǔ)償系數(shù)LUT310包括工作直流總線電壓列表,每個(gè)列表與電壓補(bǔ)償系數(shù)相關(guān)。采用上述調(diào)試過程確定電壓補(bǔ)償系數(shù)。當(dāng)電壓補(bǔ)償系數(shù)LUT310接收到檢測到的工作直流總線電壓值Vdc時(shí),電壓補(bǔ)償系數(shù)LUT310輸出與所接收到的檢測到的工作直流總線電壓值Vdc相關(guān)聯(lián)的電壓補(bǔ)償系數(shù)作為電壓補(bǔ)償系數(shù)Vcoeff。電壓補(bǔ)償系數(shù)Vcoeff從電壓補(bǔ)償系數(shù)LUT310輸出至調(diào)整的比率(調(diào)整的檢測到的工作直流總線電壓與檢測到的轉(zhuǎn)軸運(yùn)行速度之比)計(jì)算器330。SD處理器320配置成接收速度數(shù)據(jù)SD,確定速度數(shù)據(jù)SD的絕對(duì)值并且輸出速度數(shù)據(jù)的絕對(duì)值A(chǔ)bs_SD至調(diào)整的比率計(jì)算器330。SD處理器320可以包括SD限制器,該SD限制器配置成確定速度數(shù)據(jù)SD是否超出或者低于臨界值,并且因而不會(huì)被考慮。除了接收電壓補(bǔ)償系數(shù)Vcoeff和速度數(shù)據(jù)的絕對(duì)值A(chǔ)bs_SD之外,調(diào)整的比率計(jì)算器330配置成接收檢測到的工作直流總線電壓值Vdc。調(diào)整的比率計(jì)算器330調(diào)整檢測到的工作直流總線電壓與檢測到的轉(zhuǎn)軸運(yùn)行速度之比如下:Adj_ratio=(Vdc*Vcoeff)/Abs_SD(8)其中,Adj_ratio是調(diào)整的檢測到的工作直流總線電壓與檢測到的轉(zhuǎn)軸運(yùn)行速度之比。調(diào)整的比率Adj_ratio通過比率計(jì)算器330輸出至d-q軸電流生成管理器109和基本轉(zhuǎn)矩LUT340?;巨D(zhuǎn)矩LUT340基于調(diào)整的比率Adj_ratio以及與調(diào)整的比值相關(guān)的特性化基本轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)據(jù)來確定基本轉(zhuǎn)矩值Base_Torq。從電機(jī)特性化數(shù)據(jù)中,基本轉(zhuǎn)矩值分別與具有標(biāo)稱直流總線電壓水平的離散速度點(diǎn)相關(guān)聯(lián)。換言之,二維基本轉(zhuǎn)矩LUT340由電機(jī)特性化方法而構(gòu)建。在IPM電機(jī)特性化過程期間,每個(gè)轉(zhuǎn)軸速度具有最大輸出轉(zhuǎn)矩,該最大輸出轉(zhuǎn)矩被限定為此速度下的基本轉(zhuǎn)矩。因此,基本轉(zhuǎn)矩也可以被稱為峰值轉(zhuǎn)矩?;巨D(zhuǎn)矩LUT340輸出作為基本轉(zhuǎn)矩值Base_Torq的關(guān)聯(lián)基本轉(zhuǎn)矩值至d-q軸電流生成管理器109。圖4顯示圖1中所示的電流生成管理器的示例實(shí)施離。如圖所示,d-q軸電流生成管理器109包括轉(zhuǎn)矩處理器410、符號(hào)確定單元420、q軸電流(iq)指令LUT430、d軸電流(id)指令LUT440、以及倍增器450。符號(hào)確定單元420確定轉(zhuǎn)矩指令數(shù)據(jù)T_cmd的正號(hào)或負(fù)號(hào)并且輸出符號(hào)值T_cmd_sign至倍增器450。轉(zhuǎn)矩處理器410接收基本轉(zhuǎn)矩值Base_Torq和轉(zhuǎn)矩指令數(shù)據(jù)T_cmd。轉(zhuǎn)矩指令數(shù)據(jù)T_cmd可以從調(diào)節(jié)直流總線電壓(或速度)的電壓(或速度)控制比例積分器(PI)生成,或者從轉(zhuǎn)矩控制模式中的直接轉(zhuǎn)矩指令生成。轉(zhuǎn)矩指令數(shù)據(jù)T_cmd可以是Nm。轉(zhuǎn)矩處理器410配置成確定轉(zhuǎn)矩指令數(shù)據(jù)T_cmd的絕對(duì)值。轉(zhuǎn)矩處理器410配置成將轉(zhuǎn)矩指令數(shù)據(jù)T_cmd的絕對(duì)值轉(zhuǎn)換成基本轉(zhuǎn)矩值Base_Torq的百分比Torq_Perc。轉(zhuǎn)矩處理器410輸出百分比Torq_Perc至q軸電流(iq)指令LUT430和d軸電流(id)指令LUT440。q軸電流(iq)指令LUT430和d軸電流(id)指令LUT440還配置成接收調(diào)整的比率Adj_ratio。q軸電流(iq)指令LUT430和d軸電流(id)指令LUT440分別存儲(chǔ)q軸和d軸電流指令,每個(gè)都與一對(duì)調(diào)整比率值和轉(zhuǎn)矩百分比值相關(guān)。對(duì)q軸電流(iq)指令LUT430和d軸電流(id)指令LUT440的研究在申請(qǐng)案的發(fā)明人于2011年2月28日提交的名稱為“用于使內(nèi)嵌式永磁特性化的方法和設(shè)備”的第13/036,286號(hào)申請(qǐng)案中有所描述,接下來兩段通過參考的方式將其內(nèi)容合并于此。IPM電機(jī)的轉(zhuǎn)矩控制通常包括基于所請(qǐng)求的轉(zhuǎn)矩生成用于控制IPM電機(jī)的交流電(ACorac)控制信號(hào)。典型地,AC控制信號(hào)由具有峰值電流值Is和電流角G的電流矢量表示。電流矢量通過由電流矢量的直軸電流id或Id分量和正交軸電流iq或Iq分量表示,其中:Id=-IscosG,并且Iq=IssinGId分量在IPM電機(jī)中是負(fù)的,同時(shí)Iq分量的符號(hào)取決于理想轉(zhuǎn)矩的符號(hào)。Ac控制信號(hào)的生成受到與IPM電機(jī)有關(guān)的操作限制的制約。例如,為IPM電機(jī)中的定子繞組供電的ac控制信號(hào)具有防止諸如過熱等對(duì)IPM電機(jī)的破壞的電流極限。電流極限通常通過IPM電機(jī)的設(shè)計(jì)和/或相應(yīng)控制器中的功率切換熱定額預(yù)定,并且任何特性化過程對(duì)本領(lǐng)域是公知的。d軸電流(id)指令LUT440配置成輸出d軸電流指令id_cmd,d軸電流指令id_cmd與所接收到的轉(zhuǎn)矩百分比Torq_Perc和調(diào)整的比率Adj_ratio相關(guān)。如圖1中所示的,d軸電流指令id_cmd被輸出至求和器119。q軸電流(iq)指令LUT430配置成輸出原始q軸電流指令,原始q軸電流指令與所接收到的轉(zhuǎn)矩百分比Torq_Perc和調(diào)整的比率Adj_ratio相關(guān)。原始q軸電流指令被輸出至倍增器450,其中原始q軸電流指令乘以轉(zhuǎn)矩指令數(shù)據(jù)T_cmd的符號(hào)以生成q軸電流指令iq_cmd。如圖1中所示的,q軸電流指令iq_cmd被輸出至求和器119。圖5A-5B顯示根據(jù)一種示例實(shí)施例的一種控制IPM電機(jī)的方法。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)120配置成實(shí)現(xiàn)圖5A-5B中所示的方法。在S530處,數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)檢測到IPM電機(jī)(例如電動(dòng)機(jī)117)的工作直流總線電壓。基于所述直流總線電壓,數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)配置成確定電子裝置的工作直流總線電壓和標(biāo)稱直流總線電壓之間的差。在S560處,數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)隨后基于經(jīng)確定的IPM電機(jī)的直流總線電壓和IPM電機(jī)的標(biāo)稱直流總線電壓之間的差確定電流指令(驅(qū)動(dòng)指令)。例如,如上所述,計(jì)算模塊110和d-q軸電流生成管理器109配置成確定d軸和q軸電流指令id_cmd和iq_cmd。在S590處,電流指令被輸出至電子裝置。例如,基于d軸和q軸電流指令id_cmd和iq_cmd,電動(dòng)機(jī)117由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)120驅(qū)動(dòng)。圖5B顯示在S560處確定電流指令的一種示例實(shí)施例。在S562處,數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)基于檢測到的工作直流總線電壓確定電壓補(bǔ)償系數(shù)。在5564處,數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)通過將電壓補(bǔ)償系數(shù)乘以該比率而調(diào)整檢測到的工作直流總線電壓與檢測到的轉(zhuǎn)軸運(yùn)行速度的比率。例如,如結(jié)合圖3所述的,調(diào)整的比率計(jì)算器330計(jì)算調(diào)整的比率adj_ratio。在S566處,數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)基于調(diào)整的檢測到的工作直流總線電壓與檢測到的轉(zhuǎn)軸運(yùn)行速度的比率確定基本轉(zhuǎn)矩。在S568處,數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)確定轉(zhuǎn)矩指令為基本轉(zhuǎn)矩的百分比。基于所述百分比和所調(diào)整的比率,數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)在S570處確定電流指令。如上所述,發(fā)明人發(fā)現(xiàn)如果直流總線電壓自電動(dòng)機(jī)再生而提高從而使它高于標(biāo)稱總線電壓,那么IPM電動(dòng)機(jī)控制應(yīng)該利用被提高的直流總線電壓,從而增加輸出轉(zhuǎn)矩、功率和/或改善效率。如果工作直流總線電壓低于標(biāo)稱直流總線電壓,那么對(duì)應(yīng)于工作直流總線電壓的電動(dòng)機(jī)運(yùn)行點(diǎn)被調(diào)整以確保健壯的電流控制。示例實(shí)施例利用直流總線電壓以決定用于一批轉(zhuǎn)子速度的一連串運(yùn)行軌跡。換言之,示例實(shí)施例有效運(yùn)行具有變化的直流總線電壓的IPM電動(dòng)機(jī)。在一些示例實(shí)施例中,IPM電動(dòng)機(jī)運(yùn)行同時(shí)僅使用標(biāo)稱電壓特性數(shù)據(jù)。因此描述了示例實(shí)施例,明顯的是相同之處可以以多種方式變化。這種變化例不會(huì)被認(rèn)為偏離示例實(shí)施例的精神和范圍,并且對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是明顯的所有這種修改例理應(yīng)被包括在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
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