[发明专利]用于调节电机的方法和设备

说明书

用于调节电机（310）的方法（100），其具有步骤：确定（110）期望开关角（u*）；确定（120）期望状态（y*）；确定（130）实际状态（y）；确定（140）由期望状态（y*）和实际状态（y）构成的差（d）；借助调节器（320），根据所述差（d）来确定（150）开关角调整（delta_u）；借助由期望开关角（u*）和开关角调整（delta_u）构成的和（u）来操控（160）电机（310）。

技术领域

本发明涉及一种用于调节电机的方法和设备。此外，本发明还涉及一种具有相对应的设备的传动系和一种具有传动系的车辆，以及一种计算机程序和一种机器可读的存储介质。

背景技术

在机动车驱动技术领域，例如从DE 10 2010 061897 Al中已知了，将电机用作车辆的驱动装置。在这样的电动车辆中，电机被用作驱动马达。为了操控机动车中的电机，使用功率电子装置，该功率电子装置包含反向换流器，该反向换流器将机动车车载的（高压）电池的直流电压/直流电流转化为交流电流。反向换流器在此通常具有多个可激励的功率开关。借助控制设备，以脉宽调制方式来操控功率开关，以便电机在发动机运行模式中在电机的动力输出轴的确定转速的情况下产生确定的转矩。为了操控用于电机的这样的反向换流器，已知的是，使用面向场的调节（也称作向量调节）。在这种情况下，空间向量（例如电流向量）运动，该空间向量随着电机的动力输出轴旋转。换言之，为了操控电机所需的相电流被换算到转子固定的、随着机器的磁场一起转动的坐标系（所谓的dq系）。在面向场的调节中，代替相电流（交流变量），那么将以这种方式变换过的电流分量Id和Iq调节为直流变量，并计算出针对要在机器上设定的电压的期望值。由于逆变器只能呈现离散的脉动电压变化过程，所以必须将连续的电压转换到功率电子装置的开关模式。置于调节装置下游的调制器承担该任务。调制器负责，在电子装置的一个开关操作循环（Schaltzyklus）期间平均施加正确的电压。该开关操作循环在此显著地短于要设定的电压的电周期。由于这一事实，在调节器系统中可以实现对参考变量（如例如电流期望值或者力矩期望值）的变化的动态响应。开关脉冲或开关动作时间在此例如借助与三角函数的比较（正弦三角形（Sine-Triangle）PWM）或者通过简单的三角学计算（空间向量（Space Vector）PWM）来计算出。这限制了以经过损失优化的方式进行切换的可能性。

能够用来实现高度动态调节的另一方法是基于迟滞的直接切换的调节器。在此，连续地（或高频扫描地）比较：参考变量、如例如电流是否在公差带之内。一旦发生对该带的破坏，就视破坏的类型而定来直接切换功率电子装置。虽然这种方法导致非常动态地跟随参考变量、如电流或者转矩，但是也导致参考变量的几乎不可控的频谱（包括次谐波在内）、不确定的开关频率和按趋势为高的损失。因而，实际使用是不常见的。因此，面向场的调节能够实现对参考变量、如例如转速或者转矩的变化的高度动态响应，以及能够实现尽可能低的损失。