[发明专利]用于改进磁场减弱精确度的温度补偿

说明书

技术领域

本发明大体上涉及电动机，并且更具体地说涉及用于集成永磁体电动机的磁场减弱电流的温度补偿。

背景技术

电机将电能转变成机械能和运动。电机应用在许多用途中，包括家用电器例如风扇、冰箱和洗衣机。电力驱动装置也日益用在电动车和混合电动车中。

旋转电机通常具有被称为转子的内部旋转磁体，它在固定定子内旋转。在转子电磁场与由定子绕组产生出的磁场之间的相互作用产生出机械转矩。转子可以为永磁体或者它可以为电磁铁。但是，如果转子在其中嵌入有永磁体(即永磁体没有位于转子表面中)，则该电机可以被称为内部永磁体(IPM)电机。

其上施加有输入电压的电机部分被称为“电枢”。根据电机的设计，转子或定子都可以用作电枢。在IPM电机中，电枢为定子，并且为由输入电压供电以驱动该电机的一组绕组线圈。

将机械能转变成电能的相反作业是通过发电机或直流发电机来实现的。如上所述的电机也可以用作发电机，因为部件是相同的。在电机/发电机由机械转矩驱动时，输出电。用于混合动力和电动车辆或机车上的牵引电机通常进行这两种工作。

通常在电机加速时，电枢(以及因此电场)电流降低以便将定子的电压保持在限制内。场电流的降低，其降低在电机内的磁场，这也被称为磁通或磁场减弱电流。磁场减弱电流控制技术可用于提高电机的转矩-速度特性的性能。为了获得对定子电流的控制，电机磁场可通过磁场减弱电流控制回路来降低。IPM电机中的磁场或磁通量减弱可通过例如调节定子激励来实现。IPM机器中的定子激励可通过电压源逆变器的电压脉宽调制（PWM）来控制。

过去已经使用磁通减弱技术，其中IPM磁通有意地被减弱以减少与高磁通量相关的问题，例如由于高反电动势（Back-EMF）引起的过电压。例如，在电机操作的恒定转矩区域，闭环电流调节器控制已经用于控制所引用的PWM电压记录上的瞬时相电流遵从其指令值。然而，电流调节器的饱和可在电机端子电压接近PWM逆变器的最大电压时的较高速度下发生。为此，磁通量应被减弱以维持适当的电流调节直到最大可获得电机速度。减少电机内的磁通量提供了在高速时IPM机器的改进的功率特性。

在很多应用中，合适的电流输入以有效减弱磁通被预编程近IPM系统的磁通控制线路。预编程存储在数据结构例如数据表中。不幸地，时间变化的转子温度改变引起由预编程磁通减弱电流所产生的磁通改变，从而导致预编程的磁通减弱电流对于被产生的实际磁通量来说为次优。

因此，期望补偿转子磁通量上的时间变化的温度效应。此外，对于转子温度改变来说期望实时调节定子电流。此外，其他希望特征和特性将从随后的详细说明和随附权利要求并结合附图和前述技术领域和背景技术而显见。

发明内容

提供一种用于在集成永磁体(IPM)电动机中控制磁场减弱精确度的方法。该方法包括部分根据由IPM接收到的预限定最佳电流指令(I_d**和I_q**)和IPM电机的转子温度产生出相位电压回馈信号Ψ_phCmd；部分根据转子速度、电流大小、定子电阻和定子温度产生出相位电压指令V_phCmd。通过从相位电压指令V_phCmd’中减去相位电压回馈V_ph来获得相位电压误差V_error。该方法还包括从相位电压误差V_error产生出d轴指令电流校正值ΔI_d和q轴指令电流校正值ΔI_q，并且通过d轴指令电流校正值和q轴指令电流校正值(ΔI_d和ΔI_q)来调节预限定的最佳电流指令(I_D*和I_Q*)。