[发明专利]同步马达驱动器的主动马达电流限制

说明书

本申请公开了同步马达驱动器的主动马达电流限制。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)总线的电压约束来计算基于电压的扭矩限制；基于马达电流限制来计算基于电流的扭矩限制；基于以下各项来确定最终扭矩限制：基于电压的扭矩限制和基于电流的扭矩限制；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生成至少一个电流命令。还提供了用于控制电机的操作的控制系统。

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63/088,585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。

最佳电流命令搜索技术被用于一些马达控制器，例如用于控制电动助力转向(EPS)系统中的永磁同步马达(PMSM)。此类技术可以采用多个输入，包括例如直流(DC)总线电压、马达速度、扭矩命令和机器参数，以基于这些输入计算最佳的d轴电流命令和q轴电流命令。最佳或优化的电流命令可以是计算的或以其他方式选择的d轴电流命令和q轴电流命令，以便满足一个或多个约束(例如，DC总线电压约束)，同时还使PMSM使用最少量的电流产生期望的扭矩。

因此，利用最小的电流幅值来使PMSM的扭矩输出最大化，这有助于减少铜损。在该技术中，实际机器电流幅值不限于特定值。相反，该技术在给定的操作条件下使机器电流幅值尽可能低。

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)总线的电压约束来计算基于电压的扭矩限制；基于马达电流限制计算基于电流的扭矩限制；基于以下各项来确定最终扭矩限制：基于电压的扭矩限制和基于电流的扭矩限制；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生成至少一个电流命令。

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)总线的电压约束来计算基于电压的扭矩限制；基于马达电流限制来计算基于电流的扭矩限制；基于以下各项来确定最终扭矩限制：基于电压的扭矩限制和基于电流的扭矩限制；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生成至少一个电流命令。

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。该控制系统包括逆变器，该逆变器包括多个开关，该多个开关可操作用来向电机供应交流电。该控制系统还包括控制器，该控制器可操作用来：基于向逆变器供应功率以便为电机供电的直流(DC)总线的电压约束来计算基于电压的扭矩限制；基于马达电流限制来计算基于电流的扭矩限制；基于以下各项来确定最终扭矩限制：基于电压的扭矩限制和基于电流的扭矩限制；基于扭矩命令和最终扭矩限制来确定受限的命令扭矩；至少基于受限的命令扭矩来生成至少一个电流命令；以及基于至少一个电流命令选择性地控制逆变器内的所述多个开关以使逆变器向电机供应交流电。

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