用于校正电流基准的设备的制作方法

本公开内容涉及用于校正电流基准的设备，并且更具体地涉及能够使用用于校正电流基准的校正因子的候选值来设定第一扭矩基准节段和第二扭矩基准节段并且通过根据扭矩基准被包含于其中的节段计算校正因子来校正电流基准的用于校正电流基准的设备。

背景技术：

通常，感应电机被配置有绕组被安装在其上的定子和由铝导体或铁芯构成的转子。这样的感应电机是用于通过在被安装在定子上的绕组处生成周期性电流变化以借助于根据电流变化的磁场的变化诱发在转子处的扭矩来获得转动功率的装置。

通用逆变器主要被用于驱动三相电机，并且具体地，通常用于使用感应电机、提升载荷或电动车辆的牵引载荷的可变速度驱动现场中。感应电机主要通过矢量控制或现场定向控制(foc)来驱动，并且无位置传感器矢量控制广泛地被用作当空间受限制的感应电机的控制方法或者被广泛地使用在其中系统的成本降低必要的现场中。

具体地，在其中不使用位置传感器的状态中具有扭矩作为基准的矢量控制的扭矩模式中，无位置传感器矢量控制被应用以控制扭矩。然而，因为磁通量的所估计的值在准确性上比通过位置传感器获得的磁通量信息低，即使无位置传感器矢量控制被应用到其，所以存在的问题在于在低速度域处并且在低扭矩域处逆变器的驱动不稳定。

结果，为了改进在传统技术的无传感器扭矩模式中的不稳定的驱动性能，根据驱动条件来改变磁通量电流的幅值以增大感应电机的转差频率，使得磁通量的所估计的值的准确性被改进。

在这一点上，在传统技术中改变磁通量电流的幅值中，根据在逆变器和感应电机的驱动中要求的受限制的条件来计算校正因子，并且使用所计算的校正因子来改变磁通量电流的幅值，使得无传感器扭矩模式中的不稳定的驱动性能被改进。

然而，因为应当通过对在传统技术中对其应用复杂的且各种受限制的条件的等式执行算术运算来计算校正因子，所以存在的问题在于要求用于计算复杂的等式的高性能操作处理能力并且归因于巨大计算量而花费更多算术运算。

技术实现要素：

本公开内容的目标是要通过使用用于校正电流基准的校正因子的候选值设定第一扭矩基准节段和第二扭矩基准节段并且当扭矩基准被包含于第一扭矩基准节段中时基于校正因子的候选值之中的满足感应电机的最小激励电流条件的最小值计算校正因子并且当扭矩基准被包含于第二扭矩基准节段中时与扭矩基准成比例地计算校正因子来校正电流基准。

为了实现上述目标，一种用于校正电流基准的设备包括：计算单元，其被配置为使用校正电流基准以便使得电流基准能够满足感应电机的额定工作条件的校正因子的候选值来设定第一扭矩基准节段和第二扭矩基准节段，并且根据第一扭矩基准节段和第二扭矩基准节段的扭矩基准被包含于其中的节段来计算校正因子；以及校正单元，其被配置为使用校正因子来校正电流基准。

如以上所描述的，根据本公开内容，当扭矩基准被包含于第一扭矩基准节段中时根据校正因子的候选值之中的满足感应电机的最小激励电流条件的最小值来计算校正因子，然而当扭矩基准被包含于第二扭矩基准节段中时与扭矩基准成比例地计算校正因子，使得存在满足感应电机的额定工作条件的校正因子可以以低计算能力来快速地计算的效果。

附图说明

图1是图示了根据本公开内容的一个实施例的电流基准校正设备和感应电机系统的示意图。

图2是图示了根据本公开内容的一个实施例的电流基准校正设备的配置的示意图。

图3是图示了包含于根据本公开内容的一个实施例的电流基准校正设备中的计算单元的详细配置的示意图。

图4是图示了根据扭矩基准的满足感应电机的额定转差频率条件和最小激励电流条件的校正因子的图形。

图5是图示了根据扭矩基准的由根据本公开内容的一个实施例的电流基准校正设备计算的校正因子的图形。

具体实施方式

下面将参考附图详细地描述本公开内容的以上目标和其他目标、特征和优点，并且因此本公开内容的技术精神能够容易地由本领域技术人员实施。在本公开内容的下面的描述中，如果已知的配置和功能的描述被确定为使本公开内容的实施例的解读模糊不清，则将省略对其的详细描述。在下文中，将参考附图详细地描述根据本公开内容的优选实施例。在附图中，相同的附图标记在其中指代相同的或相似的元件。

图1是图示了根据本公开内容的一个实施例的电流基准校正设备100和感应电机系统200的示意图。

参考图1，根据本公开内容的一个实施例的电流基准校正设备100可以被包含于感应电机系统200中。

此外，感应电机系统200包括电流基准生成单元210、电流控制器220、两相电流转换器230、电流分解器240、电压分解器250、三相电压转换器260、逆变器270、转子速度和位置估计器280以及感应电机290。

在这一点上，感应电机系统200可以通过无传感器矢量控制方法控制扭矩，无传感器矢量控制方法使用扭矩作为基准而不采用用于测量感应电机290的转子的位置的传感器来控制感应电机290的扭矩。

将详细描述包括根据本公开内容的一个实施例的电流基准校正设备100的感应电机系统200。

电流基准生成单元210基于被输入到感应电机系统200的扭矩基准te来生成同步参考系上的q-轴电流基准和d-轴电流基准

根据本公开内容的一个实施例的电流基准校正设备100被连接在感应电机系统200的电流基准生成单元210与其电流控制器220之间。

电流基准校正设备100在同步参考系上使用校正因子k校正由电流基准生成单元210生成的q-轴电流基准和d-轴电流基准并且将在同步参考系上经校正的q-轴电流基准和d-轴电流基准输出到电流控制器220。

电流控制器220将由感应电机290的相位电流ias、ibs和ics转换的同步参考系上的q-轴电流iqs^e和d-轴电流ids^e与由电流基准校正设备100校正的同步参考系上的q-轴电流和d-轴电流进行比较以输出同步参考系上的q-轴电压和d-轴电压

两相电流转换器230将感应电机290的相位电流ias、ibs和ics转换成固定参考系上的q-轴电流iqs^s和d-轴电流ids^s，并且电流分解器240将由两相电流转换器230转换的固定参考系上的q-轴电流iqs^s和d-轴电流ids^s转换成同步参考系上的q-轴电流iqs^e和d-轴电流ids^e以将q-轴电流iqs^e和d-轴电流ids^e输出到电流控制器220。

电压分解器250将同步参考系上的从电流控制器220输出的q-轴电压和d-轴电流转换成固定参考系上的q-轴电压和d-轴电压其后，三相电压转换器260将由电压分解器250转换的固定参考系上的q-轴电压和d-轴电压转换成固定参考系上的三相电压vas、vbs和vcs以输出三相电压vas、vbs和vcs。

逆变器270接收从三相电压转换器260输出的三相电压vas、vbs和vcs，并且将接收到的三相电压vas、vbs和vcs施加到感应电机290以控制其扭矩。

转子速度和位置估计器280使用感应电机290的相位电流ias、ibs和ics和由电压分解器250转换的固定参考系上的q-轴电压和d-轴电压来估计感应电机290的转子速度和转子位置。

同时，当使用校正因子k来校正电流基准时，根据本公开内容的一个实施例的电流基准校正设备100可以根据被输入到感应电机系统200的扭矩基准te来不同地计算校正因子k，并且校正电流基准以允许经校正的电流基准满足感应电机的额定工作条件。

即，响应于被输入到感应电机系统200的扭矩基准te的变化，电流基准校正设备100可以计算校正因子k以允许电流基准满足额定工作条件。

将更详细地描述电流基准校正设备100。

图2是图示了根据本公开内容的一个实施例的电流基准校正设备100的配置的示意图，并且图3是图示了包含于根据本公开内容的一个实施例的电流基准校正设备100中的计算单元110的详细配置的示意图。

参考图2和图3，电流基准校正设备100包括计算单元110和校正单元120。

计算单元110使用校正电流基准以满足感应电机的额定工作条件的校正因子的候选值来设定第一扭矩基准节段和第二扭矩基准节段。

这里，额定工作条件可以为用于在操作环境被维持在当操作感应电机时对感应电机准许的电流范围、电压范围、转差频率范围以及激励电流范围之中的一个范围内时操作感应电机的条件。

例如，额定工作条件可以包括额定电流限制条件、额定电压限制条件、额定转差频率条件以及最小激励电流条件之中的一个或多个条件。

额定电流限制条件可以为其中感应电机的相位电流被维持为等于或小于预设电流值的条件。

额定电压限制条件可以为其中被施加到感应电机的电压被维持在预设电压值的条件。

额定转差频率条件可以为其中感应电机的转差频率被维持为等于或小于相对于感应电机的额定转差频率的预设频率比率的条件。

最小激励电流条件可以为其中感应电机的最小激励电流被维持为等于或大于相对于感应电机的额定激励电流的预设电流比率的条件。

同时，校正电流基准以满足额定工作条件的校正因子的候选值可以根据额定工作条件的种类和扭矩基准而是不同的。

例如，校正电流基准以满足在额定工作条件之中的额定转差频率条件的校正因子的候选值可以根据被输入到感应电机系统200的扭矩基准而是不同的。

更具体地，当被输入到感应电机系统200的扭矩基准为80％时，校正电流基准以满足额定转差频率条件的校正因子的候选值可以为0.7到2.2，并且当被输入的扭矩基准为50％时，校正因子的候选值可以为0.5到2.2。

如图3所示，根据一个实施例的计算单元110将扭矩基准计算为标准扭矩基准，该扭矩基准是当校正因子的候选值的满足感应电机在额定工作条件之中的额定转差频率条件110a的最小值与校正因子的候选值的满足最小激励电流条件110b的最小值相同时获得的。

如以上所描述的，校正因子的候选值根据额定工作条件的种类和被输入到感应电机系统200的扭矩基准而是不同的。在这一点上，计算单元110将扭矩基准计算为标准扭矩基准，该扭矩基准是当校正因子的候选值之中的满足所有额定转差频率条件110a和最小激励电流条件110b的最小值与彼此相同时获得的。

在这一点上，计算单元110可以使用以下等式1来计算标准扭矩基准：

[等式1]

kc1，min＝a

其中te,ref可以是标准扭矩基准，并且kc1,min可以是校正因子的满足感应电机的最小激励电流条件的最小值，并且a可以为在感应电机的最小激励电流条件下的在感应电机的最小激励电流与其额定激励电流之间的预设电流比率。

例如，当在感应电机的最小激励电流与额定激励电流之间的预设电流比率为30：100时，计算单元110可以根据感应电机的预设最小激励电流条件来将满足感应电机的最小激励电流条件的校正因子的最小值计算为0.3，并且使用以上描述的等式1来将标准扭矩基准计算为18％。

图4是图示了根据扭矩基准的满足感应电机的额定转差频率条件100a和最小激励电流条件100b的校正因子的图形。

如图4所示，根据被输入到感应电机系统200的扭矩基准te示出了校正因子的满足在额定工作条件之中的感应电机的额定转差频率条件100a的最小值kc2,min和校正因子的满足在额定工作条件之中的感应电机的最小激励电流条件100b的最小值kc1,min。

在这一点上，如以上所描述的，计算单元110可以当校正因子的候选值之中的满足所有额定转差频率条件110a和最小激励电流条件110b的最小值与彼此相同时使用等式1基于扭矩基准te来计算标准扭矩基准te,ref。

其后，计算单元110使用所计算的标准扭矩基准te,ref将小于标准扭矩基准te,ref的扭矩基准节段设定为第一扭矩基准节段te1，并且将等于或大于标准扭矩基准te,ref的扭矩基准节段设定为第二扭矩基准节段te2。

当被输入到感应电机系统200的扭矩基准te被包含于第一扭矩基准节段te1中时，计算单元110将校正因子的候选值中的满足感应电机的最小激励电流条件100b的最小值kc1,min计算为校正因子k。

在这一点上，计算单元110使用以下等式2来计算在第一扭矩基准节段te1处的校正因子k：

[等式2]

k＝kc1，min

(0＜te＜te，ref)

其中k是校正因子，kc1,min是校正因子的满足感应电机的最小激励电流条件的最小值，te是扭矩基准，并且te,ref是标准扭矩基准。

如以上所描述的，校正因子的满足感应电机的最小激励电流条件的最小值可以为在其最小激励电流条件下的在感应电机的最小激励电流与其额定激励电流之间的预设电流比率。

另一方面，当被输入到感应电机系统200的扭矩基准te被包含于第二扭矩基准节段te2中时，计算单元110与扭矩基准te成比例地计算校正因子k。

在这一点上，计算单元110使用以下等式3来计算在第二扭矩基准节段te2处的校正因子k：

[等式3]

其中k是校正因子，kc1,min是校正因子的满足感应电机的最小激励电流条件的最小值，te是扭矩基准，并且te,ref是标准扭矩基准。

同时，计算单元110可以包括用于计算以上描述的等式3的计算模块110c。

如以上描述的等式3中，当被输入到感应电机系统200的扭矩基准te被包含于第二扭矩基准节段te2中时，在计算单元110中计算的校正因子的最小值可以为在第一扭矩基准节段te1处计算的校正因子，并且最大值可以为“1”。

使用所计算的标准扭矩基准te,ref，根据本公开内容的另一实施例的计算单元110将等于或小于标准扭矩基准te,ref的扭矩基准节段设定为第一扭矩基准节段te1，并且将超过标准扭矩基准te,ref的扭矩基准节段设定为第二扭矩基准节段te2。

随后，当被输入到感应电机系统200的扭矩基准te与标准扭矩基准te,ref相同时，根据本公开内容的另一实施例的计算单元110基于校正因子的候选值之中的满足最小激励电流条件100b的最小值kc1,min来计算校正因子k。

因此，当扭矩基准te与标准扭矩基准te,ref相同时，根据本公开内容的另一实施例的计算单元110可以简单地通过仅仅计算最小激励电流条件100b而不计算以上描述的等式3的二阶公式来计算校正因子k。

图5是图示了根据扭矩基准的由根据本公开内容的一个实施例的电流基准校正设备100计算的校正因子的图形。

如图5所示，由计算单元110计算的校正因子k基于校正因子的候选值之中满足感应电机的最小激励电流条件的在小于标准扭矩基准te,ref的第一扭矩基准节段te1处的最小值kc1,min来计算。

此外，由计算单元110计算的校正因子k具有最小值和最大值分别作为由第一扭矩基准节段te1和“1”计算的校正因子并且与扭矩基准te成比例地计算。

因此，计算单元110可以简单地使用以上描述的等式2和等式3中的一个根据其中输入扭矩基准被包含于其中的扭矩基准来计算校正因子而不实时计算满足所有额定电流限制条件、额定电压限制条件、额定转差频率条件以及最小激励电流条件的校正因子。

同时，计算单元110还可以包括校正因子限制模块110d，并且校正因子限制模块110d可以通过限制校正因子的满足额定转差频率条件100a和最小激励电流条件100b的候选值来计算校正因子。

校正单元120使用由计算单元110计算的校正因子来校正由感应电机系统200的电流基准生成单元210生成的电流基准。

更具体地，校正单元120通过将由电流基准生成单元210生成的同步参考系上的q-轴电流基准乘以校正因子k的倒数来校正电流基准。

此外，校正单元120通过将由电流基准生成单元210生成的同步参考系上的d-轴电流基准乘以校正因子k来校正电流基准。

在这一点上，校正单元120使用以下等式4来校正由电流基准生成单元210生成的电流基准：

[等式4]

其中，是在校正之前的同步参考系上的q-轴电流基准，是在校正之后的同步参考系上的q-轴电流基准，是在校正之前的同步参考系上的d-轴电流基准，是在校正之后的同步参考系上的d-轴电流基准，并且k是校正因子。

其后，感应电机系统200可以使用经校正的电流基准来控制感应电机290的扭矩以满足额定工作条件。

尽管已经参考实施例描述了本公开内容，但是应当理解，能够在不脱离本公开内容的技术精神的情况下由本领域技术人员设想许多其他替代、修改和更改，并且因此应当理解，本公开内容不受以上描述的实施例和附图限制。