用于控制高速同步机器的电磁转矩的方法
【专利摘要】在此披露了一种用于控制带有永磁铁的三相同步机器的电磁转矩的方法，该方法包括对传输至该机器的电流进行测量、使用派克变换将这三个测量的电流转换成一个直轴电流分量(Id)和一个交轴电流分量(Iq)、并且接收针对该交轴电流分量(Iq)的一个指令(Iq_req)。当该直轴电流分量(Id)是负的时激活一种去通量控制模式，在该去通量控制模式下根据所述机器的一个直轴电压分量(Ud)和一个交轴电压分量(Uq)控制该机器，该直轴电压分量(Ud)和该交轴电压分量(Uq)是在派克平面中确定的。
【专利说明】用于控制高速同步机器的电磁转矩的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于控制带有永磁铁的三相同步电动机的电磁转矩的方法，并且 更具体地涉及当电压饱和时的转矩控制。
【背景技术】
[0002] 在电力驱动的机动车辆中，必须对电动机提供的转矩加以控制。由于电动机器的 转矩与该机器中流动的电流直接相关，必须对这些电流加以精确地控制。
[0003] 在一种同步机器、值得注意的是带有永磁铁和轴向通量的三相同步机器中，三个 定子相中的电流是正弦型的并且各自偏离~_rad。这些电流在该电动机器中产生一个旋转 磁场。该转子是由多个永磁铁构成的，例如具有1与5之间的极对数。像一个罗盘一样，转 子自身自然地与该转子产生的旋转磁场对齐。因此，该转子的旋转频率等于这些定子电流 的频率（与其同步）。这些定子电流的幅值和这些转子磁铁的能力对创造使该机器旋转所 需要的转矩负责。因此，各自相等地偏离的正弦电压被施加到该定子的各个相以 便控制这些电流。
【权利要求】
1. 一种用于控制带有永磁铁的三相同步机器的电磁转矩的方法，该方法包括对传输至 该机器的三相的电流进行测量、基于三相系统的变换将这三个测量的电流转换成一个直轴 电流分量（la)和一个交轴电流分量（Iq)、接收针对该交轴电流分量（Iq)的一个设定点（I q Mq)，并且当该直轴电流分量（la)是负的时激活一种去通量控制模式，在该去通量控制模式 下基于所述机器的一个直轴电压分量（Va)和一个交轴电压分量（Vq)控制该机器，该直轴 电压分量（Va)和该交轴电压分量（Vq)是在与该三相系统的变换相关的平面中确定的，其 特征在于，该同步机器的控制电压的直轴分量（Va)和交轴分量（Vq)取决于相同的控制参 数（?)，该控制参数被确定成使该直轴电流分量（la)的值接近零并且使得能够补偿由这 些永磁铁的磁通量引起的项。
2. 如权利要求1所述的方法，其中当该直轴电流分量（la)返回到一个正值或零值时退 出该去通量控制模式。
3. 如权利要求1和2中任一项所述的方法，其中该同步机器在该三相系统的变换平面 的直轴和交轴之间具有完美的对称性，从而使得能够获得该三相系统的变换平面的每个轴 上的等效电感（La和1^)之间的相等。
4. 如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中该控制电压的直轴分量（Va)和交轴分 量（Vq)优选地与相同的最大幅值（Vbat)成比例、并且以一种正弦的方式取决于该控制参数
5. 如权利要求4所述的方法，其中该直轴分量和该交轴分量是根据以下表达式来表达 的：
6. 如权利要求1至5中任一项所述的方法，其中该三相系统的变换是派克变换。
7. -种用于控制带有永磁铁的三相同步机器的电磁转矩的系统（1)，该系统包括用于 测量传输至该机器的三相的电流的装置（2)、用于基于三相系统的变换将这三个测量的电 流转换成一个直轴电流分量（la)和一个交轴电流分量（Iq)的装置（3)、用于接收针对该交 轴电流分量（Iq)的一个设定点（IuJ的装置（4)、以及用于当该直轴电流分量（la)是负 的时激活一种去通量控制模式的控制装置（5)，在该去通量控制模式下基于所述机器的一 个直轴电压分量（Va)和一个交轴电压分量（Vq)控制该机器，该直轴电压分量（Va)和该交 轴电压分量（Vq)是在与该三相系统的变换相关的平面中确定的，其特征在于，该控制装置 (5)包括一个比例积分控制器（7)和一个模块（9)，该比例积分控制器被适配成确定其直轴 电压分量（Va)和交轴电压分量（Vq)取决于针对该交轴电流分量的设定点（Iq rai)与该交轴 电流分量（Iq)的值之间差异的相同控制参数（?)，该模块被适配成基于该控制参数确定该 直轴电压分量和交轴电压分量。
8. 如权利要求7所述的系统，其中该控制装置包括一个激活模块，该激活模块被适配 成当该直轴电流分量（la)是负的时激活该去通量控制模式并且当该直轴电流分量（la)是 正的时停用该去通量控制模式。
9.如权利要求7和8中任一项所述的系统，包括转换装置（3)，该转换装置被适配成对 这些测量的电流应用派克变换以便获得该直轴电流分量（la)和该交轴电流分量（Iq)。
【文档编号】H02P21/00GK104350675SQ201380027605
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2013年5月16日 优先权日:2012年5月29日
【发明者】L·梅里耶纳, A·马卢姆 申请人:雷诺股份公司