确定电机端子电压的方法技术

至少一个示例性实施例公开了用于控制交流(ac)电机的控制装置。控制装置包括处理器，所述处理器被配置成用于从多个调制模式中选择调制模式(S749)，基于被选择的调制模式确定对应于逆变器的相的多个当前相电压(S750)，这种确定补偿与被选择的调制模式和逆变器的相相关联的死区时间，逆变器被配置成用于驱动交流电机并且基于所述多个当前相电压确定估算端子电压。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】确定电机端子电压的方法优先权本非临时性申请是2013年4月12日提交的13/861,672号美国申请基于35U.S.C.§120的部分延续案；所述申请的全部内容通过引用被纳入此文。
示例性实施例涉及电驱动装置系统和/或用于控制诸如内置式永磁(IPM)马达或电机之类的电驱动装置的方法。
技术介绍
交流(ac)电机(例如，IPM电机)广泛用于装运机、联合收割机或其它重型设备机器车辆的电驱动装置，因为它们提供高于直流(dc)电机的效率。在交流电机中，内置式永磁(IPM)电机具有较高的驱动效率和较宽的恒定动力操作范围。内置式永磁电机控制器也被称为逆变器，其控制内置式永磁电机的操作。控制器产生施加到内置式永磁电机的端子的交流控制信号。在内置式永磁电机中，过高的电机端子电压会不利地导致电流调整崩塌，在逆变器电压输出中引入额外的谐波，导致退化的电流调整质量和相关的副作用，如转矩波动、转子磁体和定子绕组发热、噪声等。过高的电机端子电压可能取决于d/q轴电压命令、诸如永磁体之类的制造和原材料公差，定子/转子钢饱和特性可以导致电机端子电压、位置偏离校准的精确度、环境和冷却温度、电流传感器(CT)携带的逆变器的精确度等的变化。通常地，控制器基于多个信息控制内置式永磁电机。例如，对内置式永磁电机的实际的逆变器或端子电压的精确估算，以及内置式永磁电机的位置信息，可以提供对内置式永磁电机的转矩输出的更好估算，这又可以完成转矩控制回路。
技术实现思路
一些实施例涉及用于通过估算实际的逆变器或电机端子电压而控制诸如内置式永磁电机之类的交流电机的方法和装置。至少一个示例性实施例公开了用于控制电机的控制装置。控制装置包括处理器，所述处理器被配置成用于选择调制模式并且基于被选择的调制模式确定电机的多个端子相电压。附图说明结合附图，并且根据以下详细描述将更清楚地理解示例性实施例。图1-13表示如本文所述的非限制性的示例性实施例。图1图示了图1A-1B的方块图；图1A-1B是根据示例性实施例的、用于控制电动马达的系统的方块图；图2是根据示例性实施例的、与图1A-1B一致的电子数据处理系统的方块图；图3图示了图1A图示的电机端子电压估算模块、转矩估算模块和转矩补偿模块的示例性实施例；图4图示了根据示例性实施例的逆变器电路；图5A-B图示了根据示例性实施例的脉宽调制(PWM)周期和双重控制周期；图6图示了如图1A所示的电机端子电压估算模块、端子电压反馈模块和电流调节模块的示例性实施例；图7图示了根据示例性实施例的、由图6示出的电机端子电压估算模块执行的方法；图8图示了根据示例性实施例对d/q轴电流幅值和对应的角度的调节；图9A图示了使用基于双重控制DSP的端子电压估算来确定转子位置的示例性实施例；图9B图示了使用基于双重控制FPGA的端子电压估算来确定转子位置的示例性实施例；图9C图示了使用基于单个控制FPGA的端子电压估算来确定转子位置的示例性实施例；图10图示了根据示例性实施例的基于转换的转矩补偿方案；图11图示了根据示例性实施例的基于PI的转矩补偿方案；图12图示了根据示例性实施例的、生成用于转矩命令限制器的转矩上/下限的方法；和图13图示了根据示例性实施例的转矩估算和补偿的方法。具体实施方式现在将参照图示一些示例性实施例的附图更充分地描述多个示例性实施例。因此，尽管能够对示例性实施例进行各种修改并且形成可替换形式，但是附图通过示例的方法示出所述实施例并且本文将详细描述所述实施例。然而，应该理解，目的不是将示例性实施例限制到公开的具体形式，而是相反，示例性实施例将覆盖落入权利要求的范围内的所有的修改例、等同例和供选例。在对附图的所有描述中，相同的数字指示相同的元件。将理解，虽然在本文中术语第一、第二等可以用于描述各种元件，但是这些术语不应该限制这些元件。这些术语仅用于区别一个元件与另一元件。例如，第一元件可以称为第二元件，并且类似地，第二元件可以称为第一元件，这没有脱离示例性实施例的范围。如本文所用，术语“和/或”包括一个或多个相关联的列出项目的任何和所有结合。将理解当元件被指出“连接”或“连接”到另一元件时，所述元件可以直接连接到或连接到另一元件或可能存在插入元件。相反，当元件被指出“直接连接”或“直接连接”到另一元件时，不存在插入元件。应该以类似方式理解用于描述元件之间的关系的其它措辞(例如“在...之间”与“直接在...之间”、“邻近”与“直接邻近”等。)。本文中使用的术语仅为了描述具体的实施例并且目的不是限制示例性实施例。如本文所用，单数形式“a”、“an”和“the”还旨在包括复数形式，除非上下文另外清楚地表示。将进一步理解，在本文中使用术语“包括”和/或“包含”时，指存在规定的部件、整体、步骤、操作、元件和/或构件，但是不排除存在或增加一个或多个其它的部件、整体、步骤、操作、元件和/或构件。还应该注意，在一些可替换的实现方式中，被说明的功能/作用可以不按照附图中描述的次序发生。例如，实际上可以大致同时执行或有时可以按相反次序执行连续示出的两个附图，这取决于涉及的功能/作用。除非另有规定，否则本文中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有的意义与示例性实施例属于的
中的人员通常理解的意义相同。将进一步理解，例如限定在通常使用的字典中的那些术语应该理解成具有的意义与其在相关技术的内容中的意义一致，而不应理解成理想化的意义或过度正式的意义，除非本文中明确地如此限定。示例性实施例的多个部分和对应的详细描述被呈现在具体编程以执行软件的术语处理器内，或呈现在根据计算机存储器中的数据位进行操作的算法和符号表示中。这些描述和呈现是本领域的技术人员将他们的工作的主旨有效传递给在本领域中的其他人员的方式。如本文使用的术语“算法”，并且如其被通常使用的那样，算法被理解成通向结果的步骤的有条理的序列。各步骤是对物理量的那些要求的物理操作。通常，虽然不一定，但是这些物理量采取能够被存储、传送、组合、比较、和以其他方式操纵的光学、电学、磁学信号。主要因为通用的用法，一直较为方便的是将这些信号称为位、值、元件、符号、字符、术语、数字等。在以下描述中，将参照操作的作用和符号表示(例如，成流程图的形式)描述说明性实施例，所述操作可以实现为包括例行程序、编程、目标、组成部分、数据结构等的程序模块或功能性过程，所述程序模块或功能性过程执行具体任务或实现抽象数据类型并且可以通过使用现有硬件来执行。所述现有硬件可以包括一个或多个中央处理器(CPUs)、数字信号处理器(DSPs)、专用集成电路、现场可编程门阵列(FPGAs)计算机等。然而，应该明白，所有的这些术语和类似的术语将与适当的物理量相关，并且仅是应用于这些物理量的方便符号。除非另外特别规定，或如讨论所明示，诸如“处理”或“计算”或“算出”或“确定”或“显示”等的术语是指计算机系统或类似的电子计算装置的、将表示为计算机系统的寄存器和存储器中的物理量、电子量操作和转换成类似地表示为计算机系统存储器或寄存器中的或其它这种信息存储、传送或显示装置中的物理量的其它数据的行为和过程。还注意到，实现示例性实施例的多个方面的软件通常地被编码在一些有形(或记录性)形式的存储介质上或实现在一些类型的传送介质上。有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制交流(ac)电机的控制装置，包括：处理器，所述处理器被配置成用于：从多个调制模式中选择调制模式，基于被选择的调制模式确定与逆变器的相对应的多个当前相电压，这种确定补偿与被选择的调制模式和逆变器的相相关联的死区时间，所述逆变器被配置成用于驱动所述交流电机，以及基于所述多个当前相电压确定估算端子电压。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.04.12 US 13/861,672;2013.12.27 US 14/141,6311.一种用于控制交流(ac)电机的控制装置，包括：处理器，所述处理器被配置成用于：从多个调制模式中选择调制模式，基于被选择的调制模式确定与逆变器的相对应的多个当前相电压，这种确定补偿与被选择的调制模式和逆变器的相相关联的死区时间，所述逆变器被配置成用于驱动所述交流电机，以及基于所述多个当前相电压确定估算端子电压。2.根据权利要求1所述的控制装置，其中处理器被配置成用于，在第一调制模式是被选择的调制模式时，基于被选择的调制模式的载波方向和与逆变器的所述多个当前相电压相关联的相电流的极性，确定逆变器的所述多个当前相电压。3.根据权利要求2所述的控制装置，其中处理器被配置成用于，在第二调制模式是被选择的调制模式时，基于与逆变器的所述多个当前相电压相关联的相电流的极性和在逆变器的对应相中的钳位开关，确定逆变器的所述多个当前相电压。4.根据权利要求2所述的控制装置，其中处理器被配置成用于，进一步基于与所述相关联的被选择的调制模式的占空比，分别确定逆变器的所述多个当前相电压。5.根据权利要求1所述的控制装置，其中处理器被配置成用于，基于与所述交流电机的所述多个当前相电压关联的电流的极性和在逆变器的对应相中的钳位开关，确定逆变器的所述多个当前相电压。6.根据权利要求1所述的控制装置，其中处理器被配置成用于：确定第一转子位置，所述第一转子位置是交流电机的用于与逆变器的所述多个当前相电压相关联的多个相电流的变换的转子位置；以及基于第一转子位置确定第二转子位置，第二转子位置是交流电机的用于逆变器的所述多个当前相电压的变换的转子位置，第一转子位置和第二转子位置是不同的。7.根据权利要求6所述的控制装置，其中处理器被配置成用于以第二转子位置每次与对逆变器的所述多个当前相电压的确定同步出现的方式确定所述第二转子位置。8.根据权利要求6所述的控制装置，其中处理器被配置成用于：基于第二转子位置，将逆变器的所述多个当前相电压从三相变换到两相；以及基于逆变器的被变换的所述多个当前相电压，确定所述估算端子电压，所述估算端子电压是两相旋转坐标系电压。9.根据权利要求6所述的控制装置，其中处理器被配置成用于，将逆变器的所述多个当前相电压变换成两相静止坐标系电压。10.根据权利要求9所述的控制装置，其中处理器被配置成用于，基于两相静止坐标系电压确定所述估算端子电压，所述估算端子电压表示三相线间电压的幅值。11.根据权利要求1所述的控制装置，其中控制装置是数字信号处理器(DSP)。12.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴隆，付天均，克里斯·J·特雷梅尔，
申请(专利权)人：迪尔公司，
类型：发明
国别省市：美国;US