[发明专利]电机驱动电路和驱动电机的方法

说明书

一种用于无刷直流电机的驱动系统，所述无刷直流电机具有包括至少一个永磁体的转子和包括至少一个相绕组的定子，所述系统包括驱动电路，其包括与所述绕组相关联的用于改变流经所述绕组的电流的开关装置；被布置以感测所述转子的位置的转子位置感测装置；以及被布置以提供驱动信号来控制所述开关装置的控制装置；所述驱动系统进一步被布置为接收具有依赖于所述转子的所述至少一个磁体的温度的值的温度信号，其特征在于所述控制装置被布置为依赖于所述转子磁体的温度相对于转子位置改变流经所述绕组的电流的相位。

技术领域

本发明涉及电机控制电路，以及控制多相电动机的方法。

背景技术

在范围广泛的应用中，电动机变得越来越普遍。例如，众所周知，提供此类包括输入轴、输出轴、被适配以测量输入轴中的转矩的转矩传感器、以及被适配以依赖于由转矩传感器测量到的转矩将辅助转矩施加到输出轴的电动机的电动助力转向系统(EPS)。

典型的永磁式电动机包括例如包括一个永磁体的磁性的转子，以及包括在一个轭上的多个相绕组的定子。将合适的电压施加到相绕组中的每个绕组上使得电流能够流经绕组、在定子和转子之间的空气间隙中生成电流通量矢量。此通量与转子磁体的磁场进行交互以使得转子能够旋转到其中电流矢量与转子磁场的轴线相一致的均衡点。

为了使得转子能够连续地转动，流经绕组的电流必须按顺序变化。这使得电流矢量能够旋转。这可以通过在电机驱动电路的控制下调制每个绕组上的电压而被实现。

在电机中产生的转矩首先以通常线性的方式依赖于流经绕组的电流，其次依赖于由转子磁体造成的电流相对于通量的相位。

当转子静止时，在电流矢量与转子通量矢量正交时产生最大的转矩；当电流与转子通量同相时不产生转矩。基于这个原因，通常控制电机以保持电流与转子通量正交。但是，随着转子速度增大，在线圈中产生的反电动势也增大。这限制了可以被产生的转矩。众所周知，使电流的相位相对于转子通量超前，可以增大在特定情况下可用的转矩。

另外，这样的电机的最大旋转速度依赖于电机相端子处的电压-此电压必须大于由电机产生的反电动势以便生成转矩。反电动势通常作为电机速度的函数线性地增大。针对诸如会在EPS系统中使用的电池供电的电机，因此最大电机速度间接地被电池电压约束。这也可以通过如下方式抵消，即通过使电流的相位相对于电机超前，产生与磁场相一致的电流分量，并且可以动作以减小或减弱场，进而减小给定的转子速度时的反电动势。随着场的减小，电机速度可以增大。

发明内容

根据本发明，提供一种用于具有包括至少一个永磁体的转子以及包括至少一个相绕组的定子的无刷直流电机的驱动系统，所述系统包括驱动电路，其包括与绕组相关联的用于改变流经绕组的电流的开关装置；被布置为感测转子位置的转子位置感测装置；以及被布置为提供驱动信号来控制开关装置的控制装置；驱动系统进一步被布置为接收具有依赖于转子中的至少一个磁体的温度的值的温度信号，其特征在于控制装置被布置为依赖于转子磁体的温度相对于转子位置改变流经绕组的电流的相位。

控制装置可以被适配为以正常控制模式控制电机，由此控制装置被布置为根据电机转子速度使流经绕组的电流的相位超前。当以这种模式运行时，所选择的相位超前的量可以独立于温度或基本上独立于温度。

当温度超过预定水平时，控制装置可以被布置为以非正常模式运行电机，其中在非正常模式中，相位超前的量小于在特定运行状况下如果电机以正常模式运行时被施加的相位超前。特别是，当温度超过预定水平时，控制装置可以被布置为以非正常模式运行电机，其中在非正常模式中，控制装置被布置为根据电机转子速度和温度使流经绕组的电流的相位超前，以使得在一定范围的预定义的运行状况下，控制装置被布置为施加减少的量的相位超前。

减少的量的相位超前意味着针对给定的速度和电流要求，被施加的相位超前的量将小于在特定的运行状况之外时施加的相位超前的量，并且小于当以正常模式运行时针对给定的速度和电流要求所施加的相位超前的量。