用于降低电动机中扭矩波动的系统技术方案

提供了一种电动机控制系统。所述电动机控制系统包括电动机、位置传感器、电流传感器和控制模块。所述电动机具有转子和定子。所述电动机基于施加到所述电动机的相电流来生成输出扭矩。由所述电动机生成的输出扭矩形成在预定范围内的扭矩波动。所述位置传感器监测所述电动机来确定转子位置。所述电流传感器监测所述电动机来确定所述相电流。所述控制模块与所述电动机、所述位置传感器和所述电流传感器通信。所述控制模块包括查询表，所述查询表存储相电流命令的值。所述控制模块基于所述转子位置和所述相电流来确定来自所述查询表的相电流命令。

【技术实现步骤摘要】
用于降低电动机中扭矩波动的系统
本专利技术涉及一种用于电动机的控制系统，更具体涉及一种用于施加相电流到电动机的控制系统。
技术介绍
开关式磁阻电动机(SRM)是一种将磁阻扭矩转化成机械功率的类型的电动机。SRM相对地能耐受故障(例如，在短路故障时没有堵转扭矩并且在逆变电路中没有直通故障)。SRM不包括磁体，并且因此不产生齿槽扭矩(齿槽扭矩是由转子的永磁体与定子的槽之间的相互作用形成的)。此外，SRM还具有相对高的运行温度、集中的电动机绕组和相对简单和坚固的结构。然而，SRM还产生相对高的扭矩波动以及可听见的噪声。扭矩波动通常限定为在SRM输出轴的输出扭矩上的周期性增加或降低。电动转向(EPS)应用中采用的电动机通常需要产生相对低的扭矩波动和低的可听见的噪声。因此，由SRM产生的扭矩波动和可听见的噪声可能需要在用于EPS应用之前降低。
技术实现思路
在一个实施方式中，提供了一种电动机控制系统。所述电动机控制系统包括电动机、位置传感器、电流传感器和控制模块。所述电动机具有转子和定子。所述电动机基于施加到电动机的相电流来生成输出扭矩。由电动机生成的所述输出扭矩形成在预定范围内的扭矩波动。所述位置传感器监测所述电动机来确定转子位置。所述电流传感器监测所述电动机来确定所述相电流。所述控制模块与所述电动机、所述位置传感器和所述电流传感器通信。所述控制模块包括查询表，所述查询表存储相电流命令的值。所述相电流命令配置成用于通过所述电动机生成在所述预定范围内的扭矩波动。所述控制模块基于所述转子位置和所述相电流来确定来自所述查询表的相电流命令。所述相电流命令指示施加到所述电动机的相电流。所述控制模块基于所述相电流命令发送控制信号到所述电动机以便生成所述输出扭矩。在另一个实施方式中，提供了一种控制电动机的方法，其中所述电动机基于施加到所述电动机的相电流来生成输出扭矩。所述方法包括确定所述电动机的转子位置。所述方法包括施加到所述电动机的相电流。所述方法包括通过控制模块基于所述转子位置和所述相电流来确定来自查询表的相电流命令。所述相电流命令配置成用于通过所述电动机生成在所述预定范围内的扭矩波动。所述查询表存储相电流命令的值。所述方法包括基于所述相电流命令来发送控制信号到所述电动机。所述方法包括由所述电动机生成所述输出扭矩，所述输出扭矩形成在预定范围内的扭矩波动。在又一个实施方式中，提供了一种电动机控制系统，所述电动机控制系统具有电动机、位置传感器和控制模块。所述电动机具有转子和定子。所述电动机基于施加到所述电动机的扭矩命令信号来生成输出扭矩。所述位置传感器监测所述电动机以便确定所述电动机的转子位置。所述控制模块与所述电动机和所述位置传感器通信。所述控制模块接收所述转子位置和所述扭矩命令信号来作为输入。所述扭矩命令信号是基于瞬时参考电流的。所述控制模块发送所述扭矩命令信号到所述电动机。由所述电动机生成的所述输出扭矩形成在预定范围内的扭矩波动。根据下面结合附图的描述，这些以及其他优点和特征将变得更清楚。附图说明被认为是本专利技术的主题物被特别地指出并且在详细说明结尾处的权利要求书中清楚地要求保护。本专利技术的前述以及其他特征和优点将通过下面结合附图进行的详细描述而变得显而易见，其中：图1是根据本专利技术的示例性实施方式的电动机的横截面视图；图2是图表，示出了由根据本专利技术的另一个示例性实施方式的图1所示的电动机形成的示例性扭矩-电流-角度特性(还标示为T-i-θ)；图3是示例性方框图，示出了根据本专利技术的又一个示例性实施方式的电动机的控制系统；图4是根据本专利技术的另一个示例性实施方式的用于图1所示的电动机的一组理想电流曲线曲线的图示；图5是根据本专利技术的又一个示例性实施方式的在图5所示的理想电流曲线中的一个以及调节曲线的图示；图6是根据本专利技术的另一个示例性实施方式的最终曲线以及图5所示的调节曲线的图示；图7是根据本专利技术的又一个示例性实施方式的测试装置的示例性方框图；图8是根据本专利技术的另一个示例性实施方式的用于图3所示的电动机的换相次序的示例性图示；以及图9是根据本专利技术的又一个示例性实施方式的图3所示的控制模块的备选实施方式的图示。具体实施方式现参阅附图，在图中将参阅具体实施方式描述而非限制本专利技术，图1是电动机10的横截面视图。在一个示例性实施方式中，电动机10可以是开关式磁阻电动机(SRM)。然而，应当理解的是，还可以使用如下的任何类型的电动机：由电动机产生的输出扭矩直接相关于供应到所述电动机的电流的各个相。在一种方法中，电动机10可用于电动转向(EPS)系统中，然而，应当理解的是，电动机10还可用于各种其他应用。电动机10包括定子20和转子22。定子20包括定子外周边或边缘24以及多个向内延伸的定子极靴30。每个定子极靴30都包括大体上对置的侧面32以及定子极靴宽度34。在一个实施方式中，定子极靴30的侧面32可以朝向电动机10的中心轴线A-A向内取向或成锥形。定子极靴宽度34通过定子极靴30中的一个的最内侧边缘36测量，其中所述最内侧边缘36代表定子极靴30的定位或取向成最接近于中心轴线A-A的表面。定子20还包括定子轭铁厚度40。定子轭铁厚度40是在定子外边缘24与槽38之间测量的，所述槽38定位在定子极靴30的两个之间。转子22被容纳在定子20的孔口42内，并且包括多个向外延伸的极靴50、转子外半径52和转子内半径54。转子外半径52和转子内半径54都是相对于电动机10的中心轴线A-A测量的。转子极靴50中的每个都包括大体上与侧面57对置的转子极靴宽度56以及最外侧边缘58。最外侧边缘58代表转子极靴50的定位或者取向成距离中心轴线A-A最远的表面。转子外半径52是通过转子极靴50中的一个的最外侧边缘58测量的。转子内半径54是沿着槽60测量的，所述槽60定位在转子极靴50的两个之间。转子极靴宽度56是通过转子极靴50中的一个的最外侧边缘58测量的。图2是示出了由图1所示的电动机10形成的示例性扭矩-电流-角度特性(还标示为T-i-θ)的图表。所述扭矩-电流-角度特性可以在电动机10的参数扫描期间确定，其中y轴线代表由电动机10产生的扭矩(以Nm为单位测量)并且x轴线代表电动机10的转子位置(以度为单位测量)。图表示出了多个曲线P1-P8，其中每个曲线都代表供应到电动机10的单个相的固定量的电流。电动机10的参数扫描是通过反复调节供应到电动机10的固定电流的量来执行的，而电动机10的其他运行参数是恒定的。应当指出的是，图2所示的示例性扭矩-电流-角度特性不考虑由供应到电动机10的其他电流相产生的互相耦合影响。应当指出的是，扭矩-电流-角度特性用于确定最终电流曲线120，所述最终电流曲线120在图6中示出，并且在下面更详细地描述。现参阅图1-2，电动机10的各种尺寸可以选定为使得在参数扫描期间，电动机10产生扭矩曲线P1-P8，所述扭矩曲线P1-P8每个都相对于x轴线(例如，代表转子位置的轴线)大体上对称。电动机10的各种尺寸还可以选定为使得每个曲线P1-P8的扭矩产生部分46相对于y轴线大体上是平的。例如，在一个实施方式中，扭矩曲线P1-P8中的每个的扭矩产生部分46是大体上平的并且相对于y轴线的改变不大于+/-10个百分点。在图2所示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动机控制系统，包括：具有转子和定子的电动机，所述电动机配置成用于基于施加到所述电动机的相电流来生成输出扭矩，所述输出扭矩形成在预定范围内的扭矩波动；位置传感器，所述位置传感器用于监测所述电动机来确定转子位置；电流传感器，所述电流传感器用于监测所述电动机来确定所述相电流；控制模块，所述控制模块与所述电动机、所述位置传感器和所述电流传感器通信，所述控制模块包括查询表，所述查询表存储施加到所述电动机的相电流命令的值，所述相电流命令配置成用于通过所述电动机生成在所述预定范围内的扭矩波动，所述控制模块配置成用于：       基于所述转子位置和所述相电流确定来自所述查询表的具体相电流命令，所述相电流命令指示施加到所述电动机的相电流；以及       发送控制信号到所述电动机以生成所述输出扭矩，所述控制信号是基于所述具体相电流命令的。

【技术特征摘要】
2013.03.11 US 13/7928081.一种电动机控制系统，包括：具有转子和定子的电动机，所述电动机配置成用于基于施加到所述电动机的相电流来生成输出扭矩，所述输出扭矩形成在预定范围内的扭矩波动，所述扭矩波动是在最大扭矩输出与最小扭矩输出之间的差值与在具体时段期间的电动机平均扭矩输出之比的百分数；位置传感器，所述位置传感器用于监测所述电动机来确定转子位置；电流传感器，所述电流传感器用于监测所述电动机来确定所述相电流；控制模块，所述控制模块与所述电动机、所述位置传感器和所述电流传感器通信，所述控制模块包括查询表，所述查询表存储施加到所述电动机的相电流命令的值，所述相电流命令配置成用于通过所述电动机生成在所述预定范围内的扭矩波动，所述控制模块配置成用于：基于所述转子位置和所述相电流确定来自所述查询表的具体相电流命令，所述相电流命令指示施加到所述电动机的相电流；以及发送控制信号到所述电动机以生成所述输出扭矩，所述控制信号是基于所述具体相电流命令的。2.如权利要求1所述的电动机控制系统，其中，存储在所述查询表中的相电流命令是基于具体量的电流的，所述具体量的电流在所述电动机的具体转子位置处被供应到所述电动机以生成需要量的扭矩。3.如权利要求2所述的电动机控制系统，其中，供应到所述电动机来生成所述需要量的扭矩的具体量的电流由调节电流曲线表示。4.如权利要求3所述的电动机控制系统，其中，通过考虑在电动机的换相期间产生的互相耦合影响将所述调节电流曲线修改成最终电流曲线。5.如权利要求4所述的电动机控制系统，其中，所述最终电流曲线存储在所述查询表中，并且所述相电流命令是基于所述最终电流曲线的。6.如权利要求1所述的电动机控制系统，其中，所述扭矩波动的预定范围不超过百分之二。7.如权利要求1所述的电动机控制系统，其中，所述电动机是三相电动机。8.如权利要求1所述的电动机控制系统，其中，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：R米凯尔，MS伊斯拉姆，Y索泽尔，I侯赛因，
申请(专利权)人：操纵技术IP控股公司，
类型：发明
国别省市：美国;US