旋转驱动系统、逆变器控制方法及相关计算机程序的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种旋转驱动系统、逆变器（inverter)控制方法及相关计算机程序。
【背景技术】
[0002] 一种已知的实施方式是使用下述类型的旋转驱动系统，其包括：
[0003]-电压源，
[0004] _电动机，其包括：
[0005] -定子，其具有独立相位，
[0006] _ 转子，
[0007] _逆变器，其设计成将每一相连接到电压源，以产生相电流，以及
[0008] -装置，其用于控制逆变器。
[0009] 逆变器通常包括用于形成相电流的开关，这些开关使用例如半导体技术。
[0010] 在正常操作中，电动机的相电流通常是交流的。因此，每个开关交替第一开关相位 和第二相位，第一开关相位用于产生在所讨论的相位中的相电流，在第二相位中其保持开 的状态。在第一个相位中，开关发热，而热在第二相位期间被散发。当转子以不是太慢的速 度旋转时，这两个相位之间交替的频率足以使开关不发热太多，因为电时间常数大于热时 间常数。因此，相电流的变化将产生结温的变化，其峰值可以由开关来处理。
[0011] 与此相反，当转子被卡住或者以非常缓慢的速度旋转时，则相电流更接近于直流 电流，并且开关继而保持在第一相位。在最坏的情况下，相电流等于峰值电流（最大电流）。 然而，相电流越高，发热越强。此外，由于电流与扭矩同时增加，当必须由电动机提供高扭矩 时，这个问题会更加严重。例如当试图保持车辆在一座小山上时，就会发生这种情况。扭矩 继而最大化，而速度为零或非常低。
[0012] 上述问题已经存在解决方案。
[0013] 例如，可以减少斩波（chopping)频率（以及因此减少开关的开关频率），以减少开 关损耗。由于开关具有$父低的损耗，它可以承受尚电流。此解决方案具有有时广生尚噪声 的缺点。此外，大多数的损耗是传导损耗，使得增益是低的。
[0014] 另一种解决方案是降低导致扭矩减小的峰值电流，这可能是在一定时间后，以保 护开关。扭矩的减小可能导致平衡位置的改变。这种具有较低电流的新的平衡位置允许最 大扭矩。然而这种解决方案是不能接受的，因为它不容许扭矩和车辆的位置被控制。
[0015] 因此，可能希望找到另一种解决方案，用以限制逆变器内的发热过程。
【发明内容】
[0016] 为了至少部分地解决上述问题，提供上述类型的旋转驱动系统，其特征在于控制 装置包括：
[0017] -用于确定相电流的基频是否低于频率阈值的单元，该频率阈值至多等于100HZ，
[0018] _用于产生命令的单元，其配置为使得当基频被确定为低于频率阈值时，所述命令 导致在相电流中出现单极（homopolar)分量。
[0019] 任选地，单极分量是谐波。
[0020] 还任选地，单极分量是三次谐波。
[0021] 还任选地，单极分量的峰值等于相电流的非单极分量的峰值的预定部分。
[0022] 还任选地，单极分量的峰值等于相电流的非单极分量的峰值的1 -力/2倍。
[0023] 还任选地，控制装置还包括用于确定扭矩设定点（setpoint)是否大于扭矩阈值 的单元，该扭矩阈值等于至少100N，并且其中用于产生指令的单元被配置为使得当基频被 确定为低于频率阈值时并且当扭矩设定点被确定为高于所述扭矩阈值时，使得该命令导致 电机的相位中出现单极电流。
[0024] 本发明还提供一种逆变器的控制方法，该逆变器设计为将电动机定子的每个相连 接到直流电压源，相位是独立的，该方法的特征在于，其包括：
[0025] -判断相电流的基频是否低于频率阈值，该阈值等于至多100Hz，
[0026] _当基频被确定为低于频率阈值时，产生导致相电流中出现单极分量的命令。
[0027] 还提供了一种包括指令的计算机程序，当其在计算机上执行时，导致计算机实施 根据本发明方法的步骤。
【附图说明】
[0028] 现在将参考所附附图描述本发明的一个示例性实施例，其中：
[0029] 图1是根据本发明的旋转驱动系统的示意图，
[0030] 图2是用于控制图1中系统的逆变器的方法的框图，
[0031] 图3示出了说明相电流分量的曲线，以及
[0032] 图4示出了说明在相电流中增加单极分量的效果的曲线。
【具体实施方式】
[0033] 参考图1，现在将描述实施本发明的旋转驱动系统100。
[0034] 旋转驱动系统100首先包括电压源102,其在所述示例中设计为相对于参考电势 M(电接地）提供直流电压V。
[0035] 旋转驱动系统100还包括电动机104。如其本身是已知的，电动机104包括定子 (未示出）和转子106,其设计成相对于定子绕旋转轴A以速度D旋转并提供电磁扭矩。定 子包括多相，在所述示例中为三相，由参考标记a、b和c描述。相a、b、c各自具有两个端 子。此外，相a、b、c是独立的，换句话说，它们没有由它们的端子之一连接到公共点上，通常 被称为"中性（neutral) "。相a、b、c被设计成分别传导表示为ia，ib和i。的相电流。
[0036] 旋转驱动系统100还包括设计成将电动机104的各相a、b、c连接到直流电压源 102的逆变器108。逆变器108包括多个臂，所述臂的一个用于相a、b、c的一个端子。因 此，在所述示例中，逆变器108包括六个臂。每个臂被设计用来连接端子，通过端子与电压 源102的电压V相关联，或是与到电压源102的接地M相关联。每个臂从而包括配置为串联 的两个控制开关，并且在它们的中间连接到相关联的端子，而该臂的两端分别连接到电压V 和电接地M。逆变器108从而设计为当所述讨论的相的两端都连接到相同的点（V或M)时， 施加给每相a、b、c:电压+V，其反向电压-V，或是零电压。开关是例如具有绝缘栅的双极晶 体管，也由缩写IGBT( "绝缘栅双极晶体管"）表示。
[0037] 旋转驱动系统100还包括传感器110,其设计为测量的转子106相对于定子的转速 Q〇
[0038] 旋转驱动系统100还包括用于控制逆变器108的装置112。在所述示例中，控制设 备112被设计为提供命令给逆变器108作为相对于定子的转子106转速D和转速设定点 的函数。速度设定点是例如当旋转驱动系统100在机动车辆中实施时从速度调节 器接收。逆变器108的控制通常对应于用于开/关逆变器108的臂的开关的非常高频的命 令。控制装置112例如采取处理器的形式。在这种情况下，下文详细描述的控制装置112 的单元，例如以由处理器执行的计算机程序的形式和/或处理器的专用电子电路形式来实 施。
[0039] 控制装置112首先包括单元114,其用于确定相电流的基频是否低于频率阈值，该 阈值等于至多100Hz，优选地50Hz的最小值。在所述示例中，相电流的基