用于电机的控制方法和装置、电机组件及燃料电池系统制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种用于电机的控制方法，其中，所述控制方法包括下述步骤：将电机的转速与预定的转速阈值进行比较；当电机的转速低于预定的转速阈值时，执行第一控制模式，其中，根据用于电机的目标转速指令，确定用于控制电机的控制信号；当电机的转速增大至高于预定的转速阈值之后，获取电机的当前的运行信息，根据电机的当前的运行信息确定实时的电机参数，以及执行第二控制模式，其中，根据目标转速指令、电机的当前的运行信息以及实时的电机参数，确定用于控制电机的控制信号。借助于本发明专利技术，能够使得电机在整个运行期间都稳定可靠地运行。本发明专利技术还涉及一种用于电机的控制装置、一种电机组件及一种燃料电池系统。机组件及一种燃料电池系统。机组件及一种燃料电池系统。

【技术实现步骤摘要】
用于电机的控制方法和装置、电机组件及燃料电池系统


[0001]本专利技术涉及一种用于电机的控制方法、一种用于电机的控制装置、一种电机组件以及一种燃料电池系统。

技术介绍

[0002]永磁同步电机在各种工业领域中用作驱动装置。永磁同步电机因具有体积小、效率高、损耗低、电磁转矩大等优点，而得到广泛的应用。
[0003]用于永磁同步电机的控制装置通常需要检测转子的转动位置的传感器以执行对电机的驱动控制。然而，这种传感器的使用将增大电机的体积和成本，而且在高温、潮湿及其他恶劣条件下工作时，传感器的可靠性降低。另外，对驱动装置的旋转速度的要求越来越高。例如在燃料电池中，需要高速驱动装置来供给空气。然而对于高速驱动装置，在电机的转子上安装位置传感器是件非常困难的事。因此，开发了通过基于例如电流或电压之类的信息来估计旋转角度，以及通过使用所估计的旋转角度而不使用传感器来控制电机的无传感器控制方法。
[0004]已知直接或间接地基于从电机的反电动势提取位置信息的用于永磁电机的无传感器控制方法。例如，状态观测、虚拟转子位置、以及电压和电流测量已被成功用于无传感器电机控制方法中。由于反电动势实际上在电机起动和低速阶段并不存在，因此这种控制方法在电机起动阶段和低速转动阶段误差较大。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种改进的用于电机的控制方法和控制装置以及一种电机组件和一种燃料电池系统，使得电机能够在整个运行期间都稳定可靠地运行。电机的整个运行期间尤其包括起动阶段、相对低速阶段和相对高速阶段。
[0006]根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于电机的控制方法，其中，所述控制方法包括下述步骤：
[0007]将电机的转速与预定的转速阈值进行比较；
[0008]当电机的转速低于预定的转速阈值时，执行第一控制模式，其中，根据用于电机的目标转速指令，确定用于控制电机的控制信号；
[0009]在电机的转速增大至高于预定的转速阈值之后，
[0010]获取电机的当前的运行信息；
[0011]根据电机的当前的运行信息，确定实时的电机参数；以及
[0012]执行第二控制模式，其中，根据目标转速指令、电机的当前的运行信息以及实时的电机参数，确定用于控制电机的控制信号。
[0013]根据一个示例性实施例，根据电机的当前的运行信息，通过查询预先存储的电机参数表确定实时的电机参数，其中，电机参数表包含在不同的电机运行状态下的电机参数信息。
[0014]根据一个示例性实施例，电机参数表基于离线状态下的电机参数来获得；和/或电机参数表基于试运行状态下的电机参数来获得。
[0015]根据一个示例性实施例，实时的电机参数包括下述参数中的至少一种：定子电感、定子电阻和转子磁链。
[0016]根据一个示例性实施例，实时的电机参数根据下述参数中的至少一种来确定：电机的温度、电机的电流、电机的电压和电机的转速。
[0017]根据一个示例性实施例，在电机的转速增大到预定的转速阈值之后，并且在执行第二控制模式之前，执行过渡模式，其中，将基于第一控制模式确定的控制信号与基于第二控制模式确定的控制信号按比例结合，并将结合的控制信号作为最终控制信号。
[0018]根据一个示例性实施例，在过渡模式下，基于第一控制模式确定的控制信号在最终控制信号中所占的比例从100％降低至0％。
[0019]根据一个示例性实施例，所述控制方法包括：将接收到的初始转速指令经过调整，转换成目标转速指令。
[0020]根据一个示例性实施例，在第一控制模式下，执行用于电机的变压/变频开环控制。
[0021]根据一个示例性实施例，在第二控制模式下，执行用于电机的基于扩展卡尔曼滤波器的闭环控制。
[0022]根据一个示例性实施例，在电机的转速增大至高于预定的转速阈值之后，进行扩展卡尔曼滤波器的可信度判断，仅在判断出扩展卡尔曼滤波器稳定工作之后才执行第二控制模式。
[0023]根据本专利技术的第二方面，提供了一种用于执行根据本专利技术的控制方法的用于电机的控制装置，其中，所述控制装置包括控制器和用于根据来自控制器的控制信号驱动电机的驱动电路。
[0024]根据本专利技术的第三方面，提供了一种电机组件，其中，所述电机组件包括定子、转子和根据本专利技术的控制装置。
[0025]根据本专利技术的第四方面，提供了一种燃料电池系统，其中，所述燃料电池系统包括根据本专利技术的控制装置或根据本专利技术的电机组件。
[0026]本专利技术的积极效果在于：通过根据本专利技术的用于电机的控制方法和控制装置，使得电机能够在包括起动阶段、相对低速阶段和相对高速阶段的整个运行期间都稳定可靠地运行，并且能够适应高速运转的需求。通过稳定可靠的高速电机，可满足燃料电池系统对驱动装置的要求。
附图说明
[0027]下面，通过参看附图更详细地描述本专利技术，可以更好地理解本专利技术的原理、特点和优点。附图包括：
[0028]图1示出了根据本专利技术的一个示例性实施例的用于电机的控制装置的示意图；
[0029]图2示出了根据本专利技术的一个示例性实施例的第一控制模块的示意图；
[0030]图3示出了根据本专利技术的一个示例性实施例的第二控制模块的示意图；以及
[0031]图4示出了根据本专利技术的另一示例性实施例的用于电机的控制装置的示意图。
具体实施方式
[0032]为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案以及有益的技术效果更加清楚明白，以下将结合附图以及多个示例性实施例对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本专利技术，而不是用于限定本专利技术的保护范围。
[0033]图1示出了根据本专利技术的一个示例性实施例的用于电机的控制装置的示意图。所述电机例如为永磁同步电机。下面以三相电机为例对本专利技术进行说明。但应理解，本专利技术不限于对永磁同步电机和三相电机的控制。
[0034]用于电机的控制装置可包括接收用于电机的转速指令并输出控制信号的控制器和用于根据控制信号驱动电机的驱动电路。
[0035]控制器可包括主控制模块1。所述主控制模块1可设置为双级控制模块，并包括第一控制模块11和第二控制模块12。第一控制模块11设置成用于执行第一控制模式，其中，根据用于电机的目标转速指令并基于预定的动态模型，确定用于控制电机的控制信号。所述控制信号可以是用于确定电机定子的各相电压的电压控制信号目标转速指令表示由控制装置控制的电机的待实现的转速。第二控制模块12设置成用于执行第二控制模式，其中，根据目标转速指令并基于电机的当前的运行信息，确定用于控制电机的控制信号。运行信息可以是电流信息i
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、例如由传感器测得的三相采样电流。通过在确定用于控制电机的控制信号时考虑到电机的当前的运行信息，形成了反馈控制。
[0036]控制器还包括模式选择模块2，所述模式选择模块2设置成能够将电机的转速与预定的转速阈值进行比较，使得在电机的转速低于预定的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于电机的控制方法，其中，所述控制方法包括下述步骤：将电机的转速与预定的转速阈值进行比较；当电机的转速低于预定的转速阈值时，执行第一控制模式，其中，根据用于电机的目标转速指令，确定用于控制电机的控制信号；在电机的转速增大至高于预定的转速阈值之后，获取电机的当前的运行信息；根据电机的当前的运行信息，确定实时的电机参数；以及执行第二控制模式，其中，根据目标转速指令、电机的当前的运行信息以及实时的电机参数，确定用于控制电机的控制信号。2.如权利要求1所述的控制方法，其中，根据电机的当前的运行信息，通过查询预先存储的电机参数表确定实时的电机参数，其中，电机参数表包含在不同的电机运行状态下的电机参数信息。3.如权利要求2所述的控制方法，其中，电机参数表基于离线状态下的电机参数来获得；和/或电机参数表基于试运行状态下的电机参数来获得。4.如权利要求1所述的控制方法，其中，实时的电机参数包括下述参数中的至少一种：定子电感、定子电阻和转子磁链；和/或实时的电机参数根据下述参数中的至少一种来确定：电机的温度、电机的电流、电机的电压和电机的转速。5.如权利要求1-4中任一项所述的控制方法，其中，在电机的转速增大到预定的转速阈值之后，并...

【专利技术属性】
技术研发人员：周国祯，臧晓云，柳绪丹，江以涛，
申请(专利权)人：罗伯特，
类型：发明
国别省市：