专利名称：用于控制电机器在过调制区域内运行的方法、系统和装置的制作方法
技术领域：
技术领域主要涉及用于控制多相系统运行的技术，并且更具体地涉及用于控制多相电机器的方法、系统和装置。
背景技术：
在很多不同的应用场合都会用到电机器。例如，混合动力/电动车(HEV)通常包括电力牵引驱动系统，其包括由功率变换器利用直流(DC)电源例如存储蓄电池驱动的交流(AC)电动机。AC电动机的电动机绕组可以被耦合至功率逆变器模块(PIM)中的逆变器子模块。每一个逆变器子模块都包括用互补的方式切换以执行将DC功率变换为AC功率的快速切换功能的一对开关。该AC功率驱动AC电动机，AC电动机进而驱动HEV传动系的轴杆。某些传统的HEV装有两个三相脉宽调制(PWM)逆变器模块，和两个三相AC机器(例如AC电动机)，其中每一个都由与其耦合的一个对应的三相PWM逆变器模块驱动。在某些系统中，电压指令信号被应用至脉宽调制(PWM)模块。PWM模块向相电压指令信号施加PWM波形以控制相电压指令信号的脉宽调制并生成提供给PWM逆变器模块的开关矢量信号。很多现代高性能AC电动机驱动器都利用磁场定向控制(FOC)或“矢量”控制的原理控制AC电动机的运行。具体地，矢量控制经常在变频驱动器中被用于通过控制馈送至AC电动机的电流来控制加至AC电动机轴杆的扭矩(并因此控制转速)。简单地说，定子相电流被测量并变换为对应的复杂空间矢量。该电流矢量随后被变形到随AC电动机的转子旋转的坐标系中。近来，研究人员已经在包括电动车在内的各种应用场合中使用多相机器。如本文中所用，术语“多相”是指两相或更多相，并且能够被用于指具有两相或更多相的电机器。多相电机器通常包括驱动一个或多个多相AC机器的多相PWM逆变器模块。这种多相电机器的一个不例是三相AC机器。在一种三相系统中，三相PWM逆变器模块驱动一个或多个三相AC机器。在这样的多相系统中，电压指令信号被应用至脉宽调制(PWM)模块。为了控制电压指令信号的脉宽调制，PWM模块施加PWM波形。具有可控占空比和可变PWM周期的PWM波形被加至电压指令信号以生成提供给PWM逆变器模块的开关矢量信号。定义为归一化基本参考电压的调制指数能够被用于表征PWM的性能。调制指数是峰值基本相电压(Vr)与最大可用电压之比。在三相系统中，三个重要的调制区域可以根据其调制指数来定义。这三个区域被定义为线性调制区域、第一过调制区域和第二过调制区域。对于在线性调制区域内运行的三相机器，调制指数的变化范围如以下的公式(IA)所示在O到0.9069之间:
权利要求
1.一种过调制方法，用于控制在过调制区域内运行的电机器，所述方法包括: 接收未修正的电压指令信号； 生成修正的电压角而无需计算未修正电压指令信号的扇区编号；并且 当电机器在过调制区域内运行时，根据修正的电压角生成修正的电压指令信号。
2.如权利要求1所述的方法，其中生成修正电压角的步骤包括: 根据保持角和未修正电压指令信号的实际电压角生成修正的电压角而无需计算未修正电压指令信号的扇区编号。
3.如权利要求2所述的方法，进一步包括: 通过计算未修正电压指令信号的比值的反正切来生成实际电压角。
4.如权利要求3所述的方法，其中生成修正电压角的步骤包括: 计算公式:
5.如权利要求1所述的方法，进一步包括: 生成第一选择信号或第二选择信号以选择未修正的电压指令信号或修正的电压指令信号；并且 响应于在保持角具有非零值并且电机器在线性区域内运行时生成的第一选择信号输出未修正的电压指令信号；或者 响应于在保持角具有零值并且电机器在过调制区域内运行时生成的第二选择信号输出修正的电压指令信号。
6.如权利要求1所述的方法，其中电压指令信号包括: 静止参考框架α轴和β轴电压指令信号，并且 其中修正的电压指令信号包括: 修正的静止参考框架α轴和β轴电压指令信号。
7.—种过调制处理器，被设置用于生成修正的电压指令信号以用来当电机器在过调制区域内运行时控制电机器，所述过调制处理器包括: 电压角计算函数模块，被设置用于接收一对未修正的电压指令信号并计算这对未修正的电压指令信号的比值的反正切以生成实际的电压角； 电压角修正单元，被设置用于根据保持角和实际电压角生成修正的电压角而无需计算这对未修正的电压指令信号的扇区编号；以及 修正电压指令生成模块，被设置用于根据修正的电压角生成一对修正的电压指令信号。
8.如权利要求7所述的过调制处理器，其中电压角修正单元被设置用于计算公式:
9.如权利要求7所述的过调制处理器，其中该对修正的电压指令信号在保持角具有零值从而表明电机器在过调制区域内运行时生成。
10.一种用于控制电机器的矢量控制电动机驱动系统，包括: 过调制处理器，被设置用于接收未修正的电压指令信号和保持角以生成修正的电压角而无需计算未修正的电压指令信号的扇区编号并且根据修正的电压角生成修正的电压指令信号；以及 电压指令选择模块，被设置用于根据保持角的值输出未修正的电压指令信号或修正的电压指令信号。
全文摘要
本发明涉及用于控制电机器在过调制区域内运行的方法、系统和装置。本公开的实施例涉及当电机器在过调制区域内运行时用于控制矢量控制电动机驱动系统中电机器的运行的方法、系统和装置。公开的实施例能够减小应用至多相机器的相电压指令信号的变化/误差以使得可以准确调节相电流，由此减小电流/扭矩的振荡，这样就能够相应地提高机械效率和性能并改进对DC电压源的使用。
文档编号H02P21/14GK103187920SQ20121058244
公开日2013年7月3日 申请日期2012年12月28日 优先权日2011年12月28日
发明者M.H.基诺施塔, M.佩里西克, G.加列戈斯-罗佩斯, R.M.兰索姆 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司