[发明专利]用于调节用来控制异步电机的操作的电流和/或转矩命令的方法、系统和装置

说明书

技术领域

本技术领域总体涉及用于控制多相系统的操作的技术，并且更具体地涉及用于调节用来控制异步电机的操作的电流和/或转矩命令的方法、系统和装置。

背景技术

电机器被用于各种各样的应用中。例如，混合动力/电动车辆（HEV）通常包括电动牵引驱动系统，其包括交流（AC）电机，该电机由功率变流器驱动，该变流器带有直流（DC）功率源，例如蓄电池。AC电机的电机绕组可被联接到功率逆变器模块的逆变器子模块。每个逆变器子模块包括一对开关，其以互补方式切换以执行快速切换功能从而将DC功率变换到AC功率。这个AC功率驱动AC电机，其进而驱动HEV的传动系的轴。

在许多系统中，逆变器模块由切换向量信号驱动，该信号是基于电压命令信号产生的。电压命令信号是基于电流命令信号产生的，电流命令信号是从转矩-电流映射模块提供的。在这种系统中，转矩-电流映射模块接收转矩命令信号（Te*）、电机的角转速（ωr）、和DC输入电压（V_DC）作为输入，并且将这些输入映射到电流命令，该电流命令将理想地使电机在给定电机速度（ωr）上产生所命令的转矩（Te*）。

在控制异步电机（例如，感应电机）的转矩时，可能很难实现高电机效率和快速转矩响应。这部分地是由于转子通量相对于定子电流的固有滞后特征。

为了改善电机效率，一种传统方法是将电流命令转换速率设置为与现在用于控制同步电机（例如，永磁电机）的电流命令转换速率相比相对较低的值。不过，设置转换速率为较低的值会阻止快速转矩响应，其在许多感应电机中是可取的。一种确实实现更快转矩响应的方式是维持转子通量在高于某一水平的恒定值。不过，这种方法会减少电机和/或逆变器效率，因为必须要维持通过电机/逆变器的电流处于某一水平。

可取的是，提供改进的方法、系统和装置，其用来产生用于控制异步电机例如感应电机的转矩命令和/或电流命令。还可取的是，这种方法、系统和装置能提供快速转矩响应同时实现了可接受的效率水平。公开的实施例的其它令人满意的特征和特点将从下面的具体描述和所附的权利要求并结合附图以及前面的技术领域和背景技术而变得易于理解。

发明内容

本公开的实施例涉及用于控制异步电机的操作的方法、系统和装置。根据所公开的实施例中之一，提供了一种方法，其在控制器处被执行以控制异步电机。控制器能确定异步电机的“被监测的”转子通量反馈，并且基于该转子通量反馈，能产生一个或多个控制信号，其控制用于产生最终电流命令的一个或多个转换速率。取决于实施方式，转子通量反馈可被测量或估计（例如，适用通量传感器测量，或适用通量估计器模块估计），并且在一些实施方式中，可以是例如d-轴转子通量或转子通量反馈的大小。

在一个实施例中，控制信号可包括第一控制信号和/或第二控制信号，并且一个或多个转换速率包括转矩转换速率和/或电流转换速率。在一个实施例中，第一控制信号动态地调节转矩转换速率，并且第二控制信号动态地调节电流转换速率，这独立于转矩转换速率，使得转矩和电流转换速率具有不同的值。在一个实施例中，第一控制信号可通过最初通过第一控制信号设置转矩转换速率为慢转矩转换速率值来产生。转子通量比的值此时可被计算，并且可确定转子通量比的值是否大于高阈值。在一个实施例中，转子通量比是转子通量反馈与转子通量命令的比。在一个实施例中，转子通量命令从查询表确定，该查询表将转矩命令值映射到对应的转子通量命令值。当转子通量比的值被确定为大于或等于高阈值时，转矩转换速率可通过第一控制信号被设置为更快的转矩转换速率值。相比而言，当转子通量比的值被确定为小于高阈值时，可确定转子通量比的值是否小于低阈值，并且如果小于，那么转矩转换速率可通过第一控制信号被设置为慢转矩转换速率值。

类似地，在另一实施例中，第二控制信号可通过最初通过第二控制信号将电流转换速率设置为慢电流转换速率值来产生，并且转子通量比的值可被计算。此时可确定转子通量比的值是否大于另一高阈值，其不同于用于产生第一控制信号的高阈值。当转子通量比的值被确定为大于或等于另一高阈值时，电流转换速率可通过第二控制信号被设置为更快的电流转换速率值。当转子通量比的值被确定为小于另一高阈值时，可确定转子通量比的值是否小于另一低阈值，其可不同于用于产生第一控制信号的低阈值。当转子通量比的值被确定为小于另一低阈值时，电流转换速率可通过第二控制信号被设置为慢电流转换速率值。