三相定子和转子量转换成单个旋转参照系以消除根据 时间变化的感应来简化分析和控制。三相逆变器（例如，逆变器1〇〇)包括三个臂，每个臂 具有两个可能的开关状态，它们导致开关状态的八种组合。开关状态通过表1所示的电压 向量来表示，其中每个开关状态中的三相电压由三相转换而来并且最终的α β电压在图4 中被示出为电压向量 VO 410, Vl 401，V2 402, V3 403, V4 404, V5 405, V6 406 和 V7 407。 也示出了运行扇区，包括向量Vl 401和V2 402之间的扇区I 411，向量V2 402和V3 403 之间的扇区II 412，向量V3 403和V4 404之间的扇区III 413，向量V4 404和V5 405 之间的扇区IV 414,向量V5 405和向量V6 406之间的扇区V 415以及向量V6 406和向 量Vl 401之间的扇区VI 416。
[0064]表 1
[0066] 当在正速度条件下运行时，中间工作循环命令（工作A、工作B、工作C)和每个扇 区的载波对齐（对齐）能够被确定为表2所示。
[0067]表 2 L0070J 木诰1Μ?、1NT2、1NT3、1NT4、
1NT5和1NT6表不计算中丨日」仕务命令的等式，如下所 示，其中术语Θ Va P表示向量Va P425的电相角，ω ^Tsw表示在一个开关周期过程中相角 的增量。
[0071] [6]
[0072] [7]
[0073] [8]
[0074] [9]
[0075] [10]
[0076] [11]
[0077] 当在负速度条件下运行时，中间工作循环命令（工作A、工作B、工作C)和每个扇 区的载波对齐（对齐）能够被确定为表3所示。
[0078] 表 3
[0080] 术语INT7、INT8、INT9、INT10、INTll和INT12表示计算中间任务命令的等式，如 下所示，其中术语9 ￥。{!表示向量να{!425的电相角，ω ^Tsw表示在一个开关周期过程中 相角的增量。
[0081] [12]
[0082] [13]
[0083] [14]
[0084] [15]
[0085] [16]
[0086] [17]
[0087] 图5图示了用于在六步模式中频率同步的逆变器控制的逆变器控制例行程序 500。逆变器控制例行程序500控制六步模式中的逆变器以同步六步模式的执行和电机的 旋转。逆变器控制例行程序500能够被用以控制图1描述的逆变器100的实施例。表4是 对应于逆变器控制例行程序500的图例，其中描述了数字标记的程序块以及对应的功能。
[0088] 表 4
[0091] 逆变器控制例行程序500与执行六步模式以控制逆变器（502)相关，其包括监测 电机的电压角（504)。监测电机的电压角能够包括在由电连接到控制器的模拟/数字转换 器的预设采样频率驱动的预设样本率监测，或者监测以响应触发事件，比如霍尔效应传感 器生成的或响应于另一个旋转位置传感器的升高的边缘信号或减小的边缘信号。逆变器在 六步模式中运行，包括循环逆变器开关通过六个非零状态（每个转子周期一次）以在定子 的每个线圈中产生AC电压和电流以命令开关以响应转矩命令（506)，并且命令在预设频率 和预定对齐（508)的PffM载波以执行运行。例行程序确定是否接近开关中的一个中的阶梯 跃变（510)。当电旋转相角接近感兴趣的旋转相角（如当PffM载波的接下来的循环的周期 与感兴趣的相角中的一个重叠时，例如为30、90、150、210、270和330度的旋转相角）开关 中的一个的阶梯跃变正在接近。
[0092] 当开关中的一个的阶梯跃变接近（510) (1)时，正在跃变的开关的中间任务命令 被确定，其中中间任务命令基于等式6到17中的一个而确定，并且根据接近相角和正在跃 变的具体的开关确定具体的等式（512)。巧合地，载波对齐基于正在跃变的具体的开关的当 前控制状态选择（514)。在一个实施例中，载波对齐和具体等式的选择根据感兴趣的旋转角 选择，并且使用图4和表2和3关注特定的扇区。最终的中间任务命令和载波对齐被执行 为在PffM载波的下一个循环过程中控制逆变器（516)并且该例行程序的重复结束（518)。
[0093] 以这种方式，PffM逆变器能够在六步模式中运行以在通量弱化的区域中增加电机 的转矩性能，产生相比于在SVPffM模式中运行增加的转矩输出量，包括在不改变采样频率 的情况下同步六步PWM波形和电动机速度以避免相电流中的次谐波波纹。
[0094] 这些详细的描述和图示或图形对于本发明来说是支持性的和描述性的，而本发明 的范围仅由权利要求限定。虽然已经详细描述了用于实现本发明的最佳模式，但是本发明 相关领域技术人员将意识到用于在所附权利要求范围内实施本发明的多种替代设计和实 施例。
【主权项】
1. 一种用于控制逆变器的方法，所述逆变器操作性地电连接到多相AC电机，所述方法 包括： 执行六步模式以控制所述逆变器； 以预设采样频率的监测电机的电压角；以及 当所述电压角接近与在所述六步模式中控制逆变器的多个开关中的一个相关联的阶 梯跃变时： 生成用于所述开关中的一个的中间任务命令； 基于所述开关的一个的当前控制状态而对齐载波信号；以及 采用所述中间任务命令和对齐的载波信号来控制所述开关中的一个。2. 如权利要求1所述的方法，其中生成用于所述开关中的一个的中间任务命令包括： 确定在单个开关周期过程中的矢量角增量； 确定与所述电机的电压角相关联的矢量角；以及 基于在单个开关周期过程中的所述矢量角增量以及所述矢量角而确定所述开关中的 一个的中间任务命令。3. 如权利要求1所述的方法，其中基于所述开关中的一个的当前控制状态对齐载波包 括在用于命令所述逆变器的相关联的开关的PWM波形转变成OFF状态之前选择响应于所述 中间任务命令的左对齐的载波波形。4. 如权利要求1所述的方法，其中基于所述开关中的一个的当前控制状态对齐载波包 括在用于命令所述逆变器的相关联的开关的PWM波形转变成ON状态之前选择响应于所述 中间任务命令的右对齐的载波波形。5. 如权利要求1所述的方法，还包括当所述电压角不接近与在所述六步模式中控制逆 变器的多个开关中的一个相关联的阶梯跃变时，选择中心对齐的载波波形。6. 如权利要求1所述的方法，其中采用所述中间任务命令和对齐的载波信号控制所述 开关中的一个包括采用所述中间任务命令和对齐的载波信号而控制所述开关中的一个，从 而将所述六步模式的执行与所述电机的旋转同步。7. -种用于控制电压源逆变器的方法，所述电压源逆变器包括操作性地电连接到永磁 同步多相AC电机的相的多个臂，所述方法包括： 执行六步模式以响应转矩命令来控制所述逆变器； 以预设采样频率监测所述电机的旋转角；以及 当所述电压角接近与在所述六步模式中控制逆变器的臂中的一个相关联的阶梯跃变 时： 生成用于所述臂中的一个的中间任务命令； 基于所述臂中的一个的当前控制状态而对齐载波信号；以及 采用所述中间任务命令和对齐的载波信号而控制所述臂中的一个。8. 如权利要求7所述的方法，其中生成用于所述开关中的一个的中间任务命令包括： 确定在单个开关周期过程中的矢量角增量； 确定与所述电机的电压角相关联的矢量角；以及 基于在单个开关周期过程中的所述矢量角增量和所述矢量角确定所述中间任务命令。9. 如权利要求7所述的方法，其中基于所述开关中的一个的当前控制状态对齐载波包 括在用于命令与所述逆变器的相关联的臂的PWM波形转变成为0的控制状态之前选择响应 于所述中间任务命令的左对齐载波波形。10.如权利要求7所述的方法，其中基于所述开关中的一个的当前控制状态对齐载波 包括在用于命令与所述逆变器的相关联的臂的PWM波形转变成为1的控制状态之前选择响 应于所述中间任务命令的右对齐载波波形。
【专利摘要】一种逆变器操作性地电连接到多相电机，并且控制所述逆变器的方法包括执行六步模式以控制逆变器并且监测在预设采样频率的电机的电压角。当所述电压角接近控制与在所述六步模式中的逆变器的臂中的一个相关的阶梯跃变时，用于所述开关中的一个的中间任务命令被确定并且基于所述开关中的一个的当前状态对齐载波信号。所述开关中的一个通过利用所述中间任务命令和对齐的载波被控制。
【IPC分类】H02P27/08, H02P21/00
【公开号】CN105610363
【申请号】CN201510769964
【发明人】J.S.伊姆, B.H.裴
【申请人】通用汽车环球科技运作有限责任公司
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2015年11月12日
【公告号】DE102015118983A1, US20160141982