[发明专利]用于在考虑电流振荡的同时控制多相电动机的系统和方法

说明书

技术领域

本发明的技术领域涉及电动机的控制，且更具体涉及这种电机的电子供电的控制。

背景技术

由于混合动力车辆的民用化和电动车辆市场的进步，电动机最近正飞速发展。然而，在这些车辆中使用的控制系统和方法有时在链接电池到各个构件的DC高压总线上产生电流振荡。这种电流纹波对于电子动力箱的电磁兼容性、电池充电器和电池充电状态的测量精确性具有负面影响。某些研究甚至显示对于电池的使用寿命的负面影响。

高压DC总线上的这些电流纹波还对于静态能量转换器上游的电容器的加热且因此对其使用寿命具有负面影响。

这些电流振荡源于电机的扭矩纹波，并且是电子传动系统的噪声以及声学和结构振动源。注意，尽管声学振动是由于机械振动通过空气的传播导致，但是结构振动是由于机械振动在固体中的传播导致。

文档FR2869478描述了一种具有微小扭矩纹波的同步电机和用于控制这种电机的方法。在该文档中，提出最小化扭矩振荡以使得可以改善所生成机械力的质量。

因此，存在限制作为机动车辆的电子传动系统的噪声以及声学和结构振动源的电机的扭矩振荡的需要。

发明内容

本发明的一个目的是一种用于控制传动系统的系统，该传动系统包含能够限制由于电机扭矩的振荡导致的振动的同步电动机。

本发明的另一目的是一种用于控制传动系统的方法，该传动系统包含同步电动机，该同步电动机能够限制由于电机的扭矩振荡导致的DC高压总线上的静态转换器上游的电流纹波。

在一个实施例中，提出一种用于控制安装到机动车辆的多相电动机的系统。该电机包含通过转子电压斩波器供电的转子和通过多相电压逆变器供电的定子。电压斩波器和多相电压逆变器经由DC高压总线供电，控制系统从电动车辆计算机接收扭矩设定点作为输入。

该同步电机还可由具有永磁体的转子组成，本发明容易换位到这种电机。

因此还提出一种用于控制安装到电动车辆的多相电动机的系统。该电机包含具有永磁体的转子和通过多相电压逆变器供电的定子。多相电压逆变器经由DC高压总线供电，控制系统从电动车辆计算机接收扭矩设定点作为输入。

该控制系统包含用于能够确定扭矩纹波的动态校正的扭矩设定点的动态控制的系统，以及

-将用于对电动机供电的设定点确定为扭矩设定点和扭矩纹波的动态校正的函数的装置。

借助于这种控制系统，可以消除DC高压总线的电流纹波，这使得还可以消除电机的扭矩纹波。这改善了电动机的声学性能。

用于确定供电设定点的装置可以包含：用于将校正的扭矩设定点校正为扭矩设定点和扭矩纹波的动态校正的函数的装置；以及能够将用于对电机供电的设定点确定为校正的扭矩设定点的函数的转换表。

用于确定供电设定点的装置可以包含：能够将用于对电机供电的设定点确定为扭矩设定点的函数的转换表；以及用于将供电设定点校正为扭矩纹波的动态校正的函数的装置。

供电设定点可以是电流设定点或电压设定点。

用于扭矩设定点的动态控制的系统可以接收在电压斩波器和多相电压逆变器处的电损耗值作为输入。

用于扭矩设定点的动态控制的系统可以包含能够确定电动机的功率和电压斩波器和多相电压逆变器的电损耗的总和的装置。

用于扭矩设定点的动态控制的系统可以接收在电压斩波器和多相电压逆变器处的电损耗值作为输入。

用于扭矩设定点的动态控制的系统可以包含高通滤波器。

用于扭矩设定点的动态控制的系统可以接收扭矩的动态估计和参考扭矩作为输入。

根据本发明的另一方面，提出一种用于控制被安装到机动车辆的多相电动机的方法。该电机包含通过转子电压斩波器供电的转子和通过多相电压逆变器供电的定子。电压斩波器和多相电压逆变器经由DC高压总线供电。将电机的供电确定为取决于驾驶者的请求的扭矩设定点的函数。该控制方法包含：确定扭矩纹波的动态校正和确定源自从扭矩设定点减去扭矩纹波的动态校正的所校正扭矩设定点，校正的扭矩设定点使得可以确定电机的供电。

该方法使得可以消除向电压斩波器和逆变器供电的DC高压总线的电流纹波。该方法因此使得可以消除电机的扭矩纹波且改善电动机的声学性能。

附图说明

当阅读仅作为非限制性示例给出且参考附图的下文描述时，其他目的、特征和优点将显而易见，在附图中：

-图1说明根据现有技术用于控制三相电动机1的系统的主要元件，

-图2说明控制电动机的扭矩的基本结构，