[发明专利]针对同步马达驱动器的主动功率管理的多目标优化

说明书

本申请公开了针对同步马达驱动器的主动功率管理的多目标优化。一种控制电机的操作的方法包括：基于向逆变器供应功率以便为电机供电的直流(DC)总线的电压约束来确定基于电压的扭矩限制；基于马达电流限制来确定基于马达电流的扭矩限制；基于DC总线的用于向逆变器供应电流的供应额定值来确定基于供给电流的扭矩限制；基于DC总线的用于从逆变器接收电流的接收额定值来确定基于再生电流的扭矩限制；基于以下各项来确定最终扭矩限制：基于电压的扭矩限制、基于马达电流的扭矩限制、基于供给电流的扭矩限制和基于再生电流的扭矩限制；基于扭矩命令和最终扭矩限制确定受限的命令扭矩；以及至少基于受限的命令扭矩来计算至少一个电流命令。

相关申请的交叉引用

本专利申请要求2020年10月7日提交的序列号为63/088,575的美国临时专利申请的优先权，其全部内容通过引用的方式并入本文。

技术领域

本公开涉及电机，并且具体地涉及使用马达驱动器来控制电机的操作。

背景技术

诸如汽车、卡车、运动型多功能车、跨界车、小型货车、船舶、飞机、全地形车、休闲车或其他合适的车辆等的车辆通常包括一个或多个电机，例如电动马达等。例如，车辆可以包括一个或多个多相电机，其由对应的电动马达驱动器驱动，并且被配置为控制车辆的转向系统的各个方面。

功率管理是控制电动马达驱动器以调节输送到电动马达的功率和从电动马达回收的功率时的重要考虑因素。主动功率管理涉及同时考虑多个约束以确定可实现的扭矩。约束包括供给电压、供给(再生)电流和逆变器(马达)电流。非线性存在于表示不同约束的等式中，所述不同约束需要附加的算法来附加地在来自两个独立约束的解之间进行仲裁。

在主动功率管理中要考虑的约束包括：电压约束；逆变器(马达)电流限制；供给电流限制和再生电流限制；以及扭矩命令。此类电压约束可以基于机器的物理能力，包括逆变器、马达和/或诸如互连布线等其他组件的电压限制。电流限制可以保护驱动系统免受损坏。供给电流限制和再生电流限制可能包括外部施加的约束(通常用于车辆功率管理和电池或车辆电气微电网的保护)。通常，扭矩命令与约束无关，并且试图确保受限的扭矩命令尽可能接近原始命令。

不同约束的优先级对于此类电机的最佳性能可能是相对重要的。约束的优先级很大程度上取决于在其中采用了马达驱动器的应用和用例。

发明内容

本公开大体上涉及使用马达驱动器来控制电机的操作。

公开的实施例的一个方面包括一种控制电机的操作的方法。该方法包括：基于向逆变器供应功率以便为电机供电的直流(DC)总线的电压约束来确定基于电压的扭矩限制；基于马达电流限制确定基于马达电流的扭矩限制；基于DC总线的用于向逆变器供应电流的供应额定值来确定基于供给电流的扭矩限制；基于DC总线的用于从逆变器接收电流的接收额定值来确定基于再生电流的扭矩限制；基于以下各项来确定最终扭矩限制：基于电压的扭矩限制、基于马达电流的扭矩限制、基于供给电流的扭矩限制和基于再生电流的扭矩限制；基于扭矩命令和最终扭矩限制来确定受限的命令扭矩；以及至少基于受限的命令扭矩来计算至少一个电流命令。

公开的实施例的一个方面包括一种用于控制电机的操作的控制系统。该控制系统包括处理器和存储器。该存储器包括指令，该指令在由处理器执行时，使处理器：基于向逆变器供应功率以便为电机供电的直流(DC)总线的电压约束来确定基于电压的扭矩限制；基于马达电流限制来确定基于马达电流的扭矩限制；基于DC总线的用于向逆变器供应电流的供应额定值来确定基于供给电流的扭矩限制；基于DC总线的用于从逆变器接收电流的接收额定值来确定基于再生电流的扭矩限制；基于以下各项来确定最终扭矩限制：基于电压的扭矩限制、基于马达电流的扭矩限制、基于供给电流的扭矩限制和基于再生电流的扭矩限制；基于扭矩命令和最终扭矩限制确定受限的命令扭矩；以及至少基于受限的命令扭矩来计算至少一个电流命令。

在以下对实施例、所附权利要求书和附图的详细描述中公开了本公开的这些和其他方面。

附图说明