[发明专利]控制无刷电机的方法及控制系统

权利要求书

1.用于控制无刷电子换向、以永磁铁励磁的同步电机(2)的方法，其中，具有电源频率(f_N)的单相交流电源电压(U_N)经过整流，并通过精简的、没有或者仅具有最小的级间耦合电路电抗的级间耦合电路(6)，作为以双倍电源频率(2f_N)脉动的级间耦合电路电压(U_Z)而被输入到逆变器(8)中，所述逆变器被加以控制以便对电机(2)供电并使其换向，其中所述控制是通过在被固定的转子的笛卡尔坐标系中的磁场的电流空间向量调节而实现的，其中，作为电流空间向量(i)的形成转矩的分量的q电流(i_q)被调节成与永磁场相垂直，而作为电流空间向量(i)的影响磁场的分量的d电流(i_d)能够被沿着永磁场的方向调节，

其特征在于，所述方法使场强动态地减弱，其中所述d电流(i_d)在负值区域中被预先确定为以正弦形式变化并具有双倍的电源频率(2f_N)，并且其中，对于所述d电流(i_d)，根据其相位和幅值进行调节，以便使q电流(i_q)的波动最小化。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述q电流(i_q)以不依赖于所述d电流(i_d)的方式由转速调节器(10)预先确定。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过动态的场强减弱，实现了在现有的电机电感中的动态的能量储存，并由此实现了将能量反馈入级间耦合电路(6)中以及使相电流平滑。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法应用于具有大的相电感的电机(2)和/或相频率小于级间耦合电路电压(U_Z)的脉冲频率的电机(2)。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述级间耦合电路(6)中，所述级间耦合电路电压(U_Z)的瞬时值通过升压变压器而被至少提高到临界的极限电压并且因此使级间耦合电路电压平滑。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，电机绕组端部的漏磁电感被用作驱动所述升压变压器的电感。

7.用于无刷电子换向、以永磁铁励磁的同步电机(2)的控制系统，所述控制系统是在应用根据前述权利要求之一所述的方法时使用，其具有电源整流器(4)、没有或仅具有最小的级间耦合电路电抗的串联的精简型级间耦合电路(6)以及通过所述级间耦合电路(6)供电且对电机(2)的换向进行控制的逆变器(8),其中，所述逆变器(8)具有在被固定的转子的笛卡尔坐标系中用于磁场的电流空间向量调节的装置，其中该装置利用转速调节器(10)将q电流(i_q)预先确定为电流空间向量(i)的形成转矩的分量，

其特征在于，所述控制系统具有函数发生器(16)，该函数发生器用于预先确定出在负值区域内具有正弦形曲线的动态变化并且具有两倍的电源频率(2f_N)的d电流(i_d)以作为用于动态地减弱场强的电流分量，此外，所述控制系统还具有极限值调节器(18)，该极限值调节器根据q电流(i_q)在相位与幅值方面对正弦形的d电流(i_d)进行调节，从而使得q电流(i_q)的波动最小化。

8.根据权利要求7所述的控制系统，其特征在于，所述电机(2)被构造为三相同步电机。

9.根据权利要求8所述的控制系统，其特征在于，所述电机(2)被构造为外转子电机。

10.根据权利要求7至9中任意一项所述的控制系统，其特征在于，在级间耦合电路(6)中设置升压变压器，所述升压变压器使级间耦合电路电压(U_Z)的瞬时值至少提高到临界的极限电压并且因此使级间耦合电路电压平滑。

11.根据权利要求10所述的控制系统，其特征在于，电机绕组端部的漏磁电感被用作驱动所述升压变压器的电感。